¿Cómo mido el voltaje de la batería de ~ 16 V en un sistema de potencia ultrabaja?

Estoy tratando de estimar la duración restante de la batería en un sistema de baja potencia. La batería está muy bien caracterizada, por lo que leer el voltaje de la batería será suficiente para mis necesidades de estimar la vida útil restante de la batería.

Sin embargo, el problema es que el sistema está compuesto por chips de bajo voltaje (3,3 V - 1,2 V) y el voltaje de la batería varía de 16 V a 7 V (muertos). Cualquier solución que use para monitorear el voltaje debe tener una sobrecarga de energía insignificante.

Busco

  1. Un chip que puede proporcionar el voltaje a una interfaz digital (I2C, SPI, etc.)
  2. Una solución de circuito que proporciona un valor de ADC que es preciso en la oscilación de ~10 V y puede interactuar con un microcontrolador de 1,8 V. (tal vez divisor de resistencia + zener + ADC)

¿Algunas ideas?

Consulte este hilo para obtener un esquema y una discusión sobre el divisor de voltaje conmutado .
Pregunta interesante, pero necesita algunos parámetros para dar una respuesta sensata. ¿Cuáles son los límites de consumo de corriente (o Ah) para la función de monitor? ¿Quizás una proporción de la energía consumida por el dispositivo que se está monitoreando, por ejemplo, 100 o 10000?
Evitaría I2C ya que necesita resistencias de polarización relativamente pequeñas que toman energía cada vez que cambia un poco. Lo mismo ocurre con OneWire. SPI o paralelo es el camino a seguir. ¿Quizás esto es un punto de partida? analog.com/en/analog-to-digital-converters/ad-converters/…

Respuestas (1)

Hay varias opciones, un circuito razonablemente simple es este (las tapas de polarización/filtro y el circuito de voltaje de polarización no se muestran por simplicidad):

Cambio de nivel

Simulación:

Para ambos gráficos, el eje x muestra el voltaje de entrada: el gráfico superior es el voltaje de entrada en sí (realmente no es necesario) y el gráfico inferior es el voltaje de salida versus el voltaje de entrada.
Tenga en cuenta que el circuito invierte la señal, por lo que 1,8 V = 7 V de entrada y 0 V = 16 V de entrada, pero esto se soluciona fácilmente en un micro.

Simulación de cambio de nivel

El circuito se divide por 5 y se desplaza para que el intervalo de 1,8 V esté entre 0 y 1,8 V. Para aprender a calcular y diseñar dichos circuitos, OpAmps for Everyone es un buen libro gratuito para comenzar.

¿Cómo mido el voltaje de la batería de ~ 16 V en un sistema de potencia ultrabaja?
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