سوال: نحوه خواندن ولتاژ مدار ( تک تغذیه )

[mahdi89]

سلام به همه
یه مدار هست که با باتری لیتیوم کار میکنه(باتری موبایل)،
این مدل باتری ها در شارژ کامل 4.2 ولت دارن و هر چه از شارژشون کم شه از ولتاژ باتری هم کم میشه که برای من پایین ترین حالت مقدار 3.3 ولت هست.
حالا توی یه مدار با AVR که کل تغذیه فقط از یه باتری لیتیوم هست چجوری میتونم به میکرو اعلام کنم شارژ باتری چقدره یا شارژ از 3.3 کمتر شده
3 راه حل دارم اما هر کدوم معایبی دارن ممنون میشم راهنماییم کنین
کسی تابحال با همچین موضوعی برخورد کرده؟

[اشکان غفارزاده]

پاسخ : سوال: نحوه خواندن ولتاژ مدار ( تک تغذیه )

سلام به همه
یه مدار هست که با باتری لیتیوم کار میکنه(باتری موبایل)،
این مدل باتری ها در شارژ کامل 4.2 ولت دارن و هر چه از شارژشون کم شه از ولتاژ باتری هم کم میشه که برای من پایین ترین حالت مقدار 3.3 ولت هست.
حالا توی یه مدار با AVR که کل تغذیه فقط از یه باتری لیتیوم هست چجوری میتونم به میکرو اعلام کنم شارژ باتری چقدره یا شارژ از 3.3 کمتر شده
3 راه حل دارم اما هر کدوم معایبی دارن ممنون میشم راهنماییم کنین
کسی تابحال با همچین موضوعی برخورد کرده؟

دوتا راهی که من استفاده میکنم

رفرنس ADC رو بذارید روی رفرنس داخل (2.56v)
ولتاژ باتری رو با تقسیم مقاومتی برسونید به زیر 2.56 ولت و با adc ولتاژش رو اندازه بگیرید. اینجوری میتونید درصد شارژ رو براساس نمودار زیر اندازه بگیرید و هر کاری خواستید بعدش بکنید


یه راه دیگه هم مقایسه کننده با opamp یا مقایسه کننده داخلی خود AVR هست که اینجوری فقط میتونید بفهمید که اگه ولتاژ باتری کمتر از یه مقدار شد بیاد یه کاری برای شما انجام بده

بیشتر مواقع ADC بهترین گزینه هست چون میزان شارژ رو همیشه میتونیم متوجه بشم ولی با مقایسه کننده فقط از یه سطحی به پایین از اعلام داریم.

[mahdi89]

پاسخ : سوال: نحوه خواندن ولتاژ مدار ( تک تغذیه )

دوتا راهی که من استفاده میکنم

رفرنس ADC رو بذارید روی رفرنس داخل (2.56v)
ولتاژ باتری رو با تقسیم مقاومتی برسونید به زیر 2.56 ولت و با adc ولتاژش رو اندازه بگیرید. اینجوری میتونید درصد شارژ رو براساس نمودار زیر اندازه بگیرید و هر کاری خواستید بعدش بکنید


یه راه دیگه هم مقایسه کننده با opamp یا مقایسه کننده داخلی خود AVR هست که اینجوری فقط میتونید بفهمید که اگه ولتاژ باتری کمتر از یه مقدار شد بیاد یه کاری برای شما انجام بده

بیشتر مواقع ADC بهترین گزینه هست چون میزان شارژ رو همیشه میتونیم متوجه بشم ولی با مقایسه کننده فقط از یه سطحی به پایین از اعلام داریم.

سلام به جناب استاد غفارزاده عزیز
ممنون بابت راهنمایی
درمورد مقایسه گر مشکل همینه که گفتین
در مورد ADC:
بنظر شما تا چه حد میشه بهش اعتماد کرد؟ ضریب خطاش حدودا چقدره؟
دما و دقت خود adc کمی نگرانم میکنه برای استفادش
-----
استفاده از تقسیم مقاومتی مناسب نیست میزان تلفاتش کم نیست
بجاش میشه از ic هایی مثل

:group-1
low power voltage reference
ultra low power voltage reference
nano low power voltage reference
:group-2
Supervisor and Reset IC

استفاده کرد. البته گروه دوم میزان ولتاژ رو بهمون نمیدن اما میکرو رو وقتی ولتاژ مدار به حد پایین رسید به حالت reset میبرن یا بهمون اعلام میکنن.
استفاده از این ic ها مخصوصا گروه اول برای تلف نشدن باتری خیلی مناسب تر از تقسیم مقاومتی هستن
قیمتاشونم از حدود 600 تومان شروع میشه میره به بالا
مثلا ISL21080 تنها حدود 300 نانو آمپر جریان میکشه

https://www.intersil.com/content/dam...2/isl21080.pdf

---------
در نظر داشتم adc رو رو حالت تفاضلی بزارم و ولتاژ منفی رو با ic های "مرجع ولتاژ" 2.5 بگیرم و ولتاژ مثبت رو Vcc اینجوری هم مصرف باتریم کم میشه هم adc کارش رو میکنه اما باز نگرانیم توی میزان دقت و ضریب خطای میکرو هستش
تجربه شما در مورداطمینان به نتیجه این کار چیه؟
پیشاپیش از وقتی که برای راهنمایی بنده میزارین ممنونم

[اشکان غفارزاده]

پاسخ : سوال: نحوه خواندن ولتاژ مدار ( تک تغذیه )

شما با دوتا مقاومت 100کیلو اهم تقسیم مفاومتی ایجاد بکنید که جریان مصرفیش در فول شارژ باتری به 21میکرو آمپر میرسه که واقعا کم هست.
در فول شارژ باتری یعنی 4.2 ولت شما در خروجی تقسیم مقاومتی2.ولت داری و همین طور باقیه ولتاژها تقسیم بر دو میشه که داخل برنامه توی محاسبات برای راحتی کار مقدار خوانده شده رو در 2 ضرب کنید (اینها رو دیگه خودتون بهتر میدونید)

رفرنس داخلی AVR هم پایداری خوبی در در برابر تغییرات دما در رنج استاندارد کارکرد میکرو تغییراتی در حد یکی دو میلی ولت داره که تاثیری بر کارکرد مدار شما نداره. شما حداکثر نیاز به دو رقم در حالت معمول نیاز به یک رقم اعشار دقت برای اندازه گیری ولتاژ دارید. که در صورت استفاده از تقسیم مقاومتی 0.1ولت تبدیل به 50میلی ولت میشه . پس دقت اندازه گیری باید در حد 10میلی ولت باشه ! با رزولوشن 10 در ADC شما هر step ولتاژ شما میشه 2.5mV . پس تغییرات رفرنس در حد صورت تاثیری در اندازگیری نخواهد داشت. (زیاد حساس نشید!!!)

نیازی به Overdesign در طراحی و استفاده از آیسی های رفرنس هم ندارید. موقعی با دوتا مقاومت 5تا تک تومنی کارتون راه میوفته نیازی به حساس شدن نیست......

این مورد رو هم اضافه کنم. بیشتر مواقعی که از باتری های خانواده لیتیوم استفاده میکنم معمولا تعذیه رو مستقیما از باتری میگیرم(البته فقط برای AVR اون هم در کارهای معمول).در این صورت چون ولتاژ تغذیه بسته به میزان شارژ باتری متغییر میشه پس نمیشه از رفرنس خارجی استفاده کرد و پایه AREF رو به VCC مدار وصل کرد. پس باید از رفرنس داخلی استفاده کنیم که مقدارش2.56 ولت هست.
یه نکته رنج رفرنس داخلی بسته به VCC تغییر میکنه iکه اگر vcc=5.5v باشه در این صورت رفرنس 2.8 ولت و اگر اگر vcc=2.7v باشه در این صورت رفرنس ولت 2.4میشه . که این مقدار رفرنس در صورت ازستفاده از باتری تک سل با توجه به رنج پر و خالی بودن باتری طبق اندازه گیری و تجربه بین 2.5 تا 2.55 ولت هست

[mahdi89]

پاسخ : سوال: نحوه خواندن ولتاژ مدار ( تک تغذیه )

رفرنس داخلی AVR هم پایداری خوبی در در برابر تغییرات دما در رنج استاندارد کارکرد میکرو تغییراتی در حد یکی دو میلی ولت داره که تاثیری بر کارکرد مدار شما نداره. شما حداکثر نیاز به دو رقم در حالت معمول نیاز به یک رقم اعشار دقت برای اندازه گیری ولتاژ دارید. که در صورت استفاده از تقسیم مقاومتی 0.1ولت تبدیل به 50میلی ولت میشه . پس دقت اندازه گیری باید در حد 10میلی ولت باشه ! با رزولوشن 10 در ADC شما هر step ولتاژ شما میشه 2.5mV . پس تغییرات رفرنس در حد صورت تاثیری در اندازگیری نخواهد داشت. (زیاد حساس نشید!!!)

خیلی ممنون جناب غفارزاده عزیز
برای این کار من، این تجربات شما بسیار ارزشمند بود

نیازی به Overdesign در طراحی و استفاده از آیسی های رفرنس هم ندارید. موقعی با دوتا مقاومت 5تا تک تومنی کارتون راه میوفته نیازی به حساس شدن نیست......
این مورد رو هم اضافه کنم. بیشتر مواقعی که از باتری های خانواده لیتیوم استفاده میکنم معمولا تعذیه رو مستقیما از باتری میگیرم(البته فقط برای AVR اون هم در کارهای معمول).در این صورت چون ولتاژ تغذیه بسته به میزان شارژ باتری متغییر میشه پس نمیشه از رفرنس خارجی استفاده کرد و پایه AREF رو به VCC مدار وصل کرد. پس باید از رفرنس داخلی استفاده کنیم که مقدارش2.56 ولت هست.

ic رفرنس هایی که هست اختلاف ورودی و خروجیشون بسیار کمه در حد چند میلی ولت و تقریبا میشه گفت که از 5 تا 2.7 ولت دارای خروجی ثابتی هستن


دوستان با روشی که جناب غفارزاده گفتن شد 4 روش
اگر شخصی روش دیگه ای هم بلده معرفی کنه، ان شاء الله هم برای من مفید باشه و هم برای اشخاص دیگه ای که به این پست سر میزنن

[gordany]

پاسخ : سوال: نحوه خواندن ولتاژ مدار ( تک تغذیه )

سلام، اگر به اندازه گیری میزان شارژ موجود با دقت بالا احتیاج دارید پیشنهاد من آیسی هایی مثل MAX17043 هست، البته اگر گیر بیاد.

[اشکان غفارزاده]

پاسخ : سوال: نحوه خواندن ولتاژ مدار ( تک تغذیه )

خیلی ممنون جناب غفارزاده عزیز
برای این کار من، این تجربات شما بسیار ارزشمند بود


ic رفرنس هایی که هست اختلاف ورودی و خروجیشون بسیار کمه در حد چند میلی ولت و تقریبا میشه گفت که از 5 تا 2.7 ولت دارای خروجی ثابتی هستن


دوستان با روشی که جناب غفارزاده گفتن شد 4 روش
اگر شخصی روش دیگه ای هم بلده معرفی کنه، ان شاء الله هم برای من مفید باشه و هم برای اشخاص دیگه ای که به این پست سر میزنن

حساسیت کار شما در چه حدیه ؟

[hheidari2001]

پاسخ : سوال: نحوه خواندن ولتاژ مدار ( تک تغذیه )

بله دوست عزیز به راحتی میشه شما فقط کافیه ولتاژ رفرنس را عوض کنی و از ولتاژ رفرنس داخلی میکرو که 2.56 هست استفاده کنی در دیتا شیت در قسمت ADC یاید بیتها رو بچینی فکر کنم wizard code vision هم در شروع کار بتونی تعریف کنی

[mahdi89]

پاسخ : سوال: نحوه خواندن ولتاژ مدار ( تک تغذیه )

حساسیت کار شما در چه حدیه ؟

50 میلی ولت کافیه
اما مقاومت ها نسبت به دما مقدارشون کم و زیاد میشه + ضریب خطای ADC اگر حاصل جمعشون، ضریب خطای بزرگی رو بوجود بیاره خیلی بد میشه اما اگر حاصل کوچیک و زیر 50 میلی ولت باشه عالی میشه.
دمای کاری 40- تا 125+ درجه

[اشکان غفارزاده]

پاسخ : سوال: نحوه خواندن ولتاژ مدار ( تک تغذیه )

50 میلی ولت کافیه
اما مقاومت ها نسبت به دما مقدارشون کم و زیاد میشه + ضریب خطای ADC اگر حاصل جمعشون، ضریب خطای بزرگی رو بوجود بیاره خیلی بد میشه اما اگر حاصل کوچیک و زیر 50 میلی ولت باشه عالی میشه.
دمای کاری 40- تا 125+ درجه

دمای کاری شما اول از همه نه برای میکرو avr مناسب هست نه برای باتری لیتیوم یون یا پلمیر.
محض اطلاع این نوع باتری زیر 4درجه رفتارغیر قابل پیشبینی داره در برخی موارد نشان داده شده که زیر 30ثانیه باتری خود به خود دشارژ میشه.
دربالای 50 درجه هم باتری نباید استفاده به چون 100درصدمنفجر میشه وآتیش میگیره

دلیل: ادغام دو پست برای جلوگیری از اسپم

رفتار باقی قطعات هم در این دما جای خود داره

[mahdi89]

پاسخ : سوال: نحوه خواندن ولتاژ مدار ( تک تغذیه )

دمای کاری شما اول از همه نه برای میکرو avr مناسب هست نه برای باتری لیتیوم یون یا پلمیر.
محض اطلاع این نوع باتری زیر 4درجه رفتارغیر قابل پیشبینی داره در برخی موارد نشان داده شده که زیر 30ثانیه باتری خود به خود دشارژ میشه.
دربالای 50 درجه هم باتری نباید استفاده به چون 100درصدمنفجر میشه وآتیش میگیره

دلیل: ادغام دو پست برای جلوگیری از اسپم

رفتار باقی قطعات هم در این دما جای خود داره

ممنون که خالصانه راهنمایی میکنید
بله، حق با شماست، این دماها برای زمان کمی بوجود میاد حدودا بین 1 تا 5 دقیقه

[flaat1367]

پاسخ : سوال: نحوه خواندن ولتاژ مدار ( تک تغذیه )

سلام خدمت همه مهدسین .
اقا چقدر خوب شده این موضوع مطرح کردید .
دقیقا منم همین مشکل رو دارم .
الان تمام پروژه تموم شده فقط مونده همین یه قسمت .
من از باتری کتابی ۹ ولت و ماژول dcبه dc برای رگوله کردن جریان استفاده کردم .
دلیل اینکه از این ماژول اسفاده کردم راندمان بالا و اتلاف کم ولتاژ نسبت به lm7805 هستش .
حالا برای اینکه وقتی ولتاژ باتری از ۵ ولت کمتر میشه بهم خبر بده دچار مشکل شدم .
من ولتاژ رفرنس میکرو ۵ ولت گرفتم اما وقتی باتری زیر ۵ ولت میاد رفرس هم کم میشه و در اصل هیچ آلارمی نمیده .
حالا دوستان میگن از ولتاژ ۲.۵۶ داخلی و تقسیم مقاوتی !
اما یک بدی تقسیم مقاومت اتلاف جریانش هستش .
میشه لطفا یه کم بیشتر راهنمایی کنید

[اشکان غفارزاده]

پاسخ : سوال: نحوه خواندن ولتاژ مدار ( تک تغذیه )

ممنون که خالصانه راهنمایی میکنید
بله، حق با شماست، این دماها برای زمان کمی بوجود میاد حدودا بین 1 تا 5 دقیقه

تو همین چند دقیقه قطعات نمیه هادی چنان واکنش های غیرمنتظره ای از خودشان نشان میدن.

چند بار که خواستم که یه کوادکوپتر رو توی زمستون پرواز بدم این مشکل رو داشتم. باتری lipo رو میاوردم توی هوای آزاد (دما 3درجه بود) سریع ولتاژش افت پیدا میکرد. کمتر از 1دقیقه اینجوری میشد!!!

دلیل: ادغام دو پست برای جلوگیری از اسپم

سلام خدمت همه مهدسین .
اقا چقدر خوب شده این موضوع مطرح کردید .
دقیقا منم همین مشکل رو دارم .
الان تمام پروژه تموم شده فقط مونده همین یه قسمت .
من از باتری کتابی ۹ ولت و ماژول dcبه dc برای رگوله کردن جریان استفاده کردم .
دلیل اینکه از این ماژول اسفاده کردم راندمان بالا و اتلاف کم ولتاژ نسبت به lm7805 هستش .
حالا برای اینکه وقتی ولتاژ باتری از ۵ ولت کمتر میشه بهم خبر بده دچار مشکل شدم .
من ولتاژ رفرنس میکرو ۵ ولت گرفتم اما وقتی باتری زیر ۵ ولت میاد رفرس هم کم میشه و در اصل هیچ آلارمی نمیده .
حالا دوستان میگن از ولتاژ ۲.۵۶ داخلی و تقسیم مقاوتی !
اما یک بدی تقسیم مقاومت اتلاف جریانش هستش .
میشه لطفا یه کم بیشتر راهنمایی کنید

فرقی نمیکنه شما از چه نوع پکیچ رگولاتور 78XX استفاده کنید..... این دسته یک رگولاتور خطر هست که در همه پکیچ ها با اندکی تفاوت اتلاف توان یکی هست....
در مورد تقسیم مقاومتی که هم قبلا دکر کردم که اگه از مقاومت های مقداربالا استفاده کنید هیچ نگرانی از لحاظ اتلاف توان نخواهید داشت.
فرضا اگه از دوتا مقاومت 100K بصورت سری استفاده کنید جریان مصرفی شما دد ده بیست میکرو آمپر خواهد بود!!!!

[flaat1367]

پاسخ : سوال: نحوه خواندن ولتاژ مدار ( تک تغذیه )

تو همین چند دقیقه قطعات نمیه هادی چنان واکنش های غیرمنتظره ای از خودشان نشان میدن.

چند بار که خواستم که یه کوادکوپتر رو توی زمستون پرواز بدم این مشکل رو داشتم. باتری lipo رو میاوردم توی هوای آزاد (دما 3درجه بود) سریع ولتاژش افت پیدا میکرد. کمتر از 1دقیقه اینجوری میشد!!!

دلیل: ادغام دو پست برای جلوگیری از اسپم



فرقی نمیکنه شما از چه نوع پکیچ رگولاتور 78XX استفاده کنید..... این دسته یک رگولاتور خطر هست که در همه پکیچ ها با اندکی تفاوت اتلاف توان یکی هست....
در مورد تقسیم مقاومتی که هم قبلا دکر کردم که اگه از مقاومت های مقداربالا استفاده کنید هیچ نگرانی از لحاظ اتلاف توان نخواهید داشت.
فرضا اگه از دوتا مقاومت 100K بصورت سری استفاده کنید جریان مصرفی شما دد ده بیست میکرو آمپر خواهد بود!!!!

درسته .
الان میرم یه تستی میکنم .
چون میخواستم از باتری هایی که در دسترس هستن استفاده کنم مجبور شدم باتری کتابی انتخاب کنم .
واگرنه باتری های لیتیومی هم آمپرش بیشتره هم نیاز به رگولاتور نبود .

[mahdi89]

پاسخ : سوال: نحوه خواندن ولتاژ مدار ( تک تغذیه )

تو همین چند دقیقه قطعات نمیه هادی چنان واکنش های غیرمنتظره ای از خودشان نشان میدن.

چند بار که خواستم که یه کوادکوپتر رو توی زمستون پرواز بدم این مشکل رو داشتم. باتری lipo رو میاوردم توی هوای آزاد (دما 3درجه بود) سریع ولتاژش افت پیدا میکرد. کمتر از 1دقیقه اینجوری میشد!!!

پس برای این مشکل باید یه فکر درست و حسابی کنم!
شما از چه روشی برای حل مشکل دما استفاده کردین؟
این دستگاه هم با سرما و هم با گرما طرفه!
اینجور مشکلات حسابی آدم رو سر حال میاره