МК Tiny13 и аккумулятор 6v

[Upgrader]

Мяу!
Такая проблема, нужно питать МК от аккумулятора (6 вольт свинцовый) и им-же измерять его напряжение. И при всём этом, чтобы потребление было на сколько возможно минимальным, чтобы аккумулятор не разряжался.
Диапазон напряжения питания МК - от 1,8 до 5,5 в.
Диапазон возможного напряжения аккумулятора - 4,5...8 вольт.
Цель - контроль зарядки и разрядки аккумулятора, защита.

Вопрос - как лучше запитать МК, с учетом того что собственно это питание и нужно измерять еще? Я правильно понимаю что на вход АЦП нельзя подавать напряжение выше, чем напряжение питания МК?

Программу написать не проблема совершенно... Проблема в выборе схемы включения (которая должна работать вечно без отключения).

UPD:
В самом простом виде появилась мысль тупо соединить вход АЦП и питание и через резистор подключить на питание, со стабилитроном. Но так как потребление у МК может быть различное, кажется что такой способ не пойдет.
UPD2:
С питанием можно резистор+стабилитрон, а с АЦП? Делитель не хотелось бы ставить чтобы небыло дополнительного потребления.
UPD3:
А если последовательно питанию включить 10 диодов?

[GP1]

я так думаю без делителя на входе АЦП тебе все равно не отвертеться.
но его можно отключать на время сна мк с помощью элементарного ключа.
-пробудил мк
-подключил делитель
-измерил напряжение
-ввык делитель
-уснул
и так по кругу.

[Upgrader]

А где можно узнать ток потребления АЦП Tiny13А? В даташите не нашел.

А идея на счет 10 диодов - бред?

[GP1]

А идея на счет 10 диодов - бред?

почему бред, вполне возможно, вот только напряжение на мк будет плавать в зависимости загруженности мк, и соответственно значение АЦП.

Раздел 18.7 ДШ

[Engineer_Keen]

А по про потребление написано в таблице 18-1 (118 стр.) и в разделах 19.1-19.6 (конкретно АЦП - график 19-18).

[Upgrader]

Короче говоря, вы согласны с тем что самый оптимальный способ: питать МК через резистор+стабилитрон, а на вход АЦП делитель?

[GP1]

Короче говоря, вы согласны с тем что самый оптимальный способ: питать МК через резистор+стабилитрон, а на вход АЦП делитель?

не, не, не
стабилитрон сожрет как минимум 5-10 мА, а оно вам надо, для автономного устройства это многовато будет

[Upgrader]

А как тогда лучше?

Диапазон питающего напряжения, напомню: 4...7,8 вольт.
Для МК предел - 5,5 в.

стабилитрон сожрет как минимум 5-10 мА

Стоп, разве он сожрет так много? Я надеюсь на гораздо меньшее значение.

[O-LED]

А как тогда лучше?

все элементарно.
1. питание контролера через 4 обычных диода. преимущество - простота, не потребляет энергии.
2. ИОН - встроенный 2,56(или сколько там у тини). преимущество - пофиг изменение входного напряжения
3. ессно делитель на входе обязателен.
4. делитель делаем так. один резистор на + батарейки и вход АЦП. второй на вход АЦП и на свободный вывод контроллера. На время измерения этот вывод опускаем в ноль. Преимущество - после измерения переводим эти выводы в Z состояние, контроллер усыпляем, и получаем потребление микроамперы.

[Upgrader]

Спасибо большое!

[Ser60]

1. питание контролера через 4 обычных диода. преимущество - простота, не потребляет энергии.

Такой подход требует осторожности, т.к. падение напряжения на кренмиевом P-N переходе зависит от протекаемого через него тока. Подключите тестер с входным сопротивлением порядка 10 мом к источнику 5В через кремниевый диод. Он покажет около 4.85В. При токе через дидод порядка 5 мкА (тинька во сне с работающим Watchdog) падение напряжения на переходе будет порядка 0.4В, т.е. на четырех будет около 1.6В и про подключении в 8В аккуму МК реально опасно, что он сгорит без дыма.

Запитайте МК через LDO с малым собственным токопотреблением (например MCP1703 с 2 мкА).

4. делитель делаем так. один резистор на + батарейки и вход АЦП. второй на вход АЦП и на свободный вывод контроллера. На время измерения этот вывод опускаем в ноль. Преимущество - после измерения переводим эти выводы в Z состояние, контроллер усыпляем, и получаем потребление микроамперы.

Когда переведете вывод в Z-состояние на него через резистор делителя подключенный к батарее подастся полное напряжение от аккума. Через защитный диод на выводе это напряжение передастся всему МК, и если оно окажется более 5.5В (по паспорту), счастлив МК и его обладатель не будет.

Если хотите отключать делитель на время сна, я-бы подключил вывод делителя резистора к батарее через полевик с каналпм P-типа (исток к батарее, сток к резистору, затвор через резистор 100К к истоку). Затвор этого транзистора подключите к стоку другому полевика с каналом N-типа, исток которого на землю а затвор к МК. На время сна подавайте на затвор N-полевика 0В, в результате оба полевика закроются и отключат резистивный делитель от батареи.

[GP1]

4. делитель делаем так. один резистор на + батарейки и вход АЦП. второй на вход АЦП и на свободный вывод контроллера. На время измерения этот вывод опускаем в ноль. Преимущество - после измерения переводим эти выводы в Z состояние, контроллер усыпляем, и получаем потребление микроамперы.

и при этом вся напруга будет на этом самом выводе, вопрос - как долго он протянет?
...обязательно транзисторный ключ.
про диоды уже писал.

[O-LED]

Запитайте МК через LDO с малым собственным токопотреблением (например MCP1703 с 2 мкА).

Хороший вариант (я про такие не знал, спасибо почитаю)
Но и с диодами нормально. На минимальной частоте тинька грубо 1ма потребит. во сне, пусть 1 мка. Можно подобрать кол-во диодов такое, чтоб во сне было 5в. а при пробуждении к примере 4-4,5в, и всё............

и при этом вся напруга будет на этом самом выводе, вопрос - как долго он протянет?

ну запитайте делитель через стабилитрон(диоды). Но и без него нормально, главное ограничить ток через делитель до безопасного уровня, а остальное сделают встроенные защитные диоды.

[Upgrader]

А на вход АЦП можно подавать напряжение выше, чем напряжение питания МК (но не выше чем предельно допустимое напряжение питания)? В том смысле, что не сгорит?

[Ser60]

главное ограничить ток через делитель до безопасного уровня, а остальное сделают встроенные защитные диоды.

Ограничением тока через защитные диоды обеспечивается защита только самих диодов от выгорания. Это совсем не защишает от пробоя перенапряжением транзисторы в МК.

ну запитайте делитель через стабилитрон(диоды)

Этим не устраняется потребление тока делителем.

А на вход АЦП можно подавать напряжение выше, чем напряжение питания МК (но не выше чем предельно допустимое напряжение питания)? В том смысле, что не сгорит?

Согласно даташиту работоспособность МК чарантируется при напряжении на всех выводах не более питания +0.5В. Пре превышении этого напряжения начнет течь ток через защитные диоды и это уже опасно. Например, если МК работает от 3.3В а на вход подано 5В от батарейки, то сразу сгорят защитные диоды на входе (а с ними может и еще что-то, что только Atmelu известно).

[O-LED]

Ограничением тока через защитные диоды обеспечивается защита только самих диодов от выгорания. Это совсем не защишает от пробоя перенапряжением транзисторы в МК.

представьте ваш мк - в виде резистора, и нарисуйте получившуюся "схему" подумайте, какое напряжение будет на этом "резисторе"

Этим не устраняется потребление тока делителем.

я имел ввиду последовательно!!!

А на вход АЦП можно подавать напряжение выше, чем напряжение питания МК (но не выше чем предельно допустимое напряжение питания)? В том смысле, что не сгорит?

нет. но если ограничить ток до безопасного уровня, "лишнее" напряжение через внутренние диоды "скинется" на шину питания, и дальше "погасится" потребителями энергии на этой шине. (в нашем случаи МК).

[Ser60]

представьте ваш мк - в виде резистора, и нарисуйте получившуюся "схему" подумайте, какое напряжение будет на этом "резисторе"

Резистор работает резистором лишь только пока не сгорит. Недаром в даташитах приборов регламентируется максимальное напряжение на выводах, а не максимальный ток через защитные диоды.

я имел ввиду последовательно!!!

Я тоже. На стабилитроне будет падение напряжения только если через него будет протекать ток.

Кстати, я не помню, не отключаются-ли защитные диоды вывода у тинек при переводе этого вывода в аналоговый режим. Следует-бы проверить в литературе. На некоторых МК в даташите явно написано, что отключаются.

[O-LED]

как думаете, какое напряжение будет на ногах питания мк? (номиналы сопротивлений абстрактные)

[GP1]

ну запитайте делитель через стабилитрон(диоды)

я такого не писал

[Ser60]

GP1 - извиняюсь, цитата не Ваша.

как думаете, какое напряжение будет на ногах питания мк? (номиналы сопротивлений абстрактные)

С абстрактными номиналами - какое угодно. Ну а для конкретики, давайте для начала определимся с номиналами резисторов делителя. По ДШ на входах тиньки присутствует утечка (не показанная на схеме вверху) в максимум +/- 1 мкА. Таким образом для достижения точности измерений хотя-бы 1%, ток через делитель должен быть по крайней мере в 100 мкА, что при напряжении 8В даст максимальное его сопротивление 80Ком.

В режиме сна потребляемый МК ток снизится до 5 мкА. Этот ток пройдет через 3 диода и через резисторы делителя и как-то распределится между ними. Сказать как именно сложно, т.к. при таких прямых токах ВАХ характеристики диодов сильно нелинейны. Рассмотрим крайние случаи: весь ток идет через резистор делителя или через цепочку диодов. При токе 5 мкА падение напряжения на кремниевон диоде будет около 0.4В (измеренные данные для 1N914). Поэтому в первом случае ток 5 мкА создаст на резисторе 80Ком падение напряжения в 0.4В и напряжение питания МК будет 8 - (0.4 + 0.4). Во втором случае на трех диодах упадет до 3*0.4 = 1.2В, и считайте сами. Таким образом, низкое сопротивление делителя создаст проблему.

Это, конечно, гадание на кофейной гуще, т.к. не учитываются масса других факторов. Например, утечки на других выводах МК или увеличение потребляемого тока при повышении напряжения питания, кот. сделают общую картину не такой ужастной. В любом случае их учесть сложно и желая съэкономить ерудну на компенентах схемы мы вторгается в серую зону "игры на пиландросе". Что останавливает сделать гарантированно корректно как я писал выше с 4 деталями: LDO, 2 полевика и резистор и спать спокойно.