Impedancia del pin de entrada del microcontrolador/corriente de fuga

Estoy usando el ADC interno de un ATMEGA324PA para medir el voltaje de una batería de 3,6 V de baja potencia. El ADC hace referencia a sus 2,56 V internos y necesito usar un divisor de voltaje en la batería.
Para no consumir demasiada corriente de la batería, estoy usando resistencias de gran valor, pero esto es un problema, porque el pin de entrada ADC en uC tiene una fuga máxima de 1uA (según la hoja de datos, página 328).

Esto se puede compensar fácilmente en el código, pero ¿es constante esta corriente de fuga? ¿Varía con la temperatura, Vcc, etc. ¿Cuánto varía? ¿Esta fuga es causada por los diodos de protección de pines de entrada (página 74)?

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¿Por qué no usar un seguidor de voltaje?
@IgnacioVazquez-Abrams Ya construí el tablero. Así que estoy pirateando 2 resistencias pequeñas en la parte superior.

Respuestas (2)

Podría usar un MOSFET de canal P para conectar la batería a un divisor de potencial de menor resistencia, pero necesitaría una línea GPIO de repuesto: -

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El TPS1110 tiene una corriente de fuga inferior a 100 nA, por lo que no consumirá demasiado de la batería.

Realmente no puedo modificar el circuito, ya está construido. Solo intento compensar la fuga de corriente en el código y me preocupa que no sea constante.

La mayoría de las entradas del ADC del microcontrolador no tienen búfer. Eso significa que el condensador S/H interno debe cargarse directamente con la fuente de entrada.

De la hoja de datos que vinculó: -

El circuito de entrada analógica para canales de un solo extremo se ilustra en la figura 22-8. Una fuente analógica aplicada a ADCn está sujeta a la capacitancia del pin y la fuga de entrada de ese pin, independientemente de si ese canal se selecciona como entrada para el ADC. Cuando se selecciona el canal, la fuente debe impulsar el condensador S/H a través de la resistencia en serie (resistencia combinada en la ruta de entrada). El ADC está optimizado para señales analógicas con una impedancia de salida de aproximadamente 10 kΩ o menos. Si se utiliza una fuente de este tipo, el tiempo de muestreo será insignificante. Si se utiliza una fuente con mayor impedancia, el tiempo de muestreo dependerá de cuánto tiempo necesite la fuente para cargar el condensador S/H, que puede variar ampliamente. Se recomienda al usuario utilizar únicamente fuentes de baja impedancia con señales que varían lentamente, ya que esto minimiza la transferencia de carga requerida al capacitor S/H. Si se utilizan canales de ganancia diferencial, el circuito de entrada se ve algo diferente, aunque se recomiendan impedancias de fuente de unos pocos cientos de kΩ o menos.

Las fugas, per se, están lejos de ser constantes, variarán enormemente de una unidad a otra y aumentarán exponencialmente con la temperatura, pero como señalé anteriormente, no es su único problema.

Le sugiero que coloque un amplificador de búfer allí o cambie el divisor como sugirió Andy para reducir la impedancia que se ve en la entrada del ADC a 10K o menos.

Si está alimentando el micro directamente desde la batería, una modificación de la sugerencia de Andy sería conectar la resistencia inferior del divisor a un pin de puerto no utilizado en lugar de a tierra. Haga flotar el pasador para apagar el divisor, bájelo para encender el divisor. Entonces podría usar un par de resistencias de 20.0K para el divisor y cumplir con la especificación de entrada de 10K. Puede ver en 28.1.8 que el pin lo acercará bastante al suelo por lo general (no tan bueno como un MOSFET discreto, pero ahí lo tiene).

Entonces, la fuga es causada por los diodos de protección de entrada (dijiste dependencia exponencial con la temperatura). El tiempo de muestreo no es importante y estoy midiendo un voltaje de CC, por lo que no es tan crucial.
Dudo que la fuga sea su principal problema, a temperatura ambiente.
La diferencia entre unidades no es un problema, este es un truco casero de una sola vez.
Dudo que la fuga sea su principal problema, a temperatura ambiente. Si reduce drásticamente las lecturas de ADC (tanto la velocidad como el tiempo de S&H), puede comportarse mejor, también un condensador de 100n o más en R2).