การวัดแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟของ Arduino โดยใช้ Analog In

ฉันเปิดเครื่อง Arduino โดยใช้แบตเตอรี่ขนาด 5 โวลต์ (3.7v ไปยังโมดูลแบบเลื่อนขึ้น) และฉันจำเป็นต้องวัดแรงดันไฟฟ้า สมมติว่าแบตเตอรี่จ่ายกระแสสูงจะปลอดภัยที่จะวัดแรงดันไฟฟ้าด้วย Analog In หรือไม่? ในขณะนี้:

เหตุผลที่ฉันถามคือฉันไม่รู้อะไรมากเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมและข้อ จำกัด ของ ADC ของ Arduino ตามปกติฉันจะทำเพื่อความปลอดภัย:

การเชื่อมต่อในแผนภาพแรกปลอดภัยสำหรับ ADC หรือไม่ ขอบคุณล่วงหน้า!

หมายเหตุ:คำถามที่คล้ายกันถูกถามที่นี่: ( ตรวจสอบการใช้พลังงาน DC ), แต่มันไม่ตอบคำถามเกี่ยวกับกระแสไฟฟ้าสูงในแบตเตอรี่

ตรวจสอบแผ่นข้อมูลสำหรับกระแสอินพุทบนพิน I / O มันขึ้นอยู่กับชนิดของคอนโทรลเลอร์ที่แน่นอนบน Arduino ของคุณ มันอาจจะเรียกว่าการป้อนข้อมูลการรั่วไหลของฉันปัจจุบัน / O ขาและจะอยู่ใกล้1μA

นี่คือแผ่นข้อมูล ATmega ทั่วไปที่ใช้กับ Uno / Duemilanove / ...คุณสามารถค้นหาพารามิเตอร์ในหน้า 304 ตรวจสอบแผ่นข้อมูลสำหรับตัวควบคุมเฉพาะของคุณสำหรับรายละเอียดที่ถูกต้อง

หากคุณใช้แบตเตอรี่ 3.7V และตัวแปลงสเต็ปอัพเพื่อจ่ายไฟ 5V ให้กับคอนโทรลเลอร์คุณสามารถเชื่อมต่อแบตเตอรี่เข้ากับอินพุตอะนาล็อกของคอนโทรลเลอร์โดยตรง อย่างไรก็ตามเมื่อแรงดันเอาท์พุทของตัวแปลงสเต็ปอัพลดลงต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ (ไม่ว่าจะด้วยเหตุผลใดก็ตาม) Arduino ทั้งหมดของคุณจะถูกป้อนผ่านขาอินพุตแบบอะนาล็อกและนั่นคือสิ่งที่คุณไม่ต้องการ พินอินพุตทั้งหมดมีการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินซึ่งทำให้สามารถทำงานลักษณะนี้ได้ แต่ไดโอดไม่ได้รับการจัดอันดับสำหรับกระแสต่อเนื่อง โดยสรุป: เป็นการดีที่สุดที่จะรวมตัวต้านทานแบบอนุกรมระหว่างแบตเตอรี่และพินอินพุต

แต่ตอนนี้การวัดของคุณขึ้นอยู่กับความถูกต้องของแหล่งจ่ายไฟ 5V ขึ้นอยู่กับตัวควบคุมที่แน่นอนที่คุณมีมีแรงดันอ้างอิงภายในที่หลากหลายซึ่งมีความแม่นยำมากกว่าแรงดันไฟฟ้า หากคุณเพิ่มตัวต้านทานพิเศษลงในกราวด์ (R2) คุณสามารถใช้การอ้างอิงดังกล่าวเพื่อวัดแรงดันไฟฟ้าขาเข้าได้อย่างแม่นยำ สิ่งนี้เรียกว่าตัวแบ่งแรงดัน (ตัวต้านทาน) ด้วยอัตราส่วนที่กำหนด voltaga บนขาอินพุตจะเป็น 1V เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่คือ 3.7V:

$V_{measurement} = \dfrac{R2×V_{BATT}}{R1+R2}$

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

อีกทางเลือกหนึ่งคือการใช้แรงดันอ้างอิง bandgap 1.1V ภายในของ Arduino เพื่อกำหนดค่าของ VCC โดยไม่ต้องใช้ชิ้นส่วนภายนอกเพิ่มเติมใด ๆ ตามรายละเอียดที่ลิงก์ทั้งสองนี้:

http://jeelabs.org/2012/05/04/measuring-vcc-via-the-bandgap/

และ

http://arduino.cc/forum/index.php?topic=88935.0

gotcha เพียงอย่างเดียวคือคุณต้องกำหนดค่าการสอบเทียบเทียบกับ bandgap 1.1V ภายในเนื่องจากสามารถปิดได้มากถึง 10%

แต่นั่นไม่จำเป็นต้องมีชิ้นส่วนเพิ่มเติมและจะอนุญาตให้ atmega ของคุณเพื่อตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงาน