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¿Cómo implemento un divisor de voltaje simple y eficiente para lecturas de nivel de batería para una placa ESP32?

Solución:

Si realmente necesita ahorrar energía y pone el microprocesador en suspensión, usar un circuito con un p-ch mosfet podría ahorrar energía y no agotar la batería mientras el microprocesador está inactivo. De lo contrario, sería apropiado un divisor de resistencia de alta impedancia.

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Fuente: monitoreo de batería de baja corriente

El ADC parece lineal como se muestra a continuación. No pude encontrar ninguna información sobre la impedancia del ADC ni en la documentación de Expressif, por lo que supongo que la impedancia es baja (100k en el peor de los casos) y diseño en torno a eso.

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Fuente: https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/hw-reference/index.html

Asegúrese de seguir las pautas de ADC:

2.1.6 ADC Se recomienda que los usuarios agreguen un capacitor de filtro de 0.1 uF a una almohadilla cuando usen la función ADC.
• Las clavijas SENSOR_VP o SENSOR_VN activarán un fallo de entrada que durará 80 ns una vez que se inicialice el sensor SARADC1, SARADC2 o Hall.
2. Lista de verificación esquemática y diseño de distribución de PCB
• Se recomiendan los pines SENSOR_VP o SENSOR_VN para su uso como ADC.
• Si SENSOR_VP y SENSOR_VN se utilizan como GPIO, mientras que ADC es compatible con otros pines en el diseño del circuito, los usuarios deben realizar ajustes en el software para evitar la falla de entrada.
Fuente: https://espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32_hardware_design_guidelines_en.pdf

Su idea está bien para un detector de nivel de batería simple, pero es necesario que haya algunos cambios. El ADC en el ESP32 tiene un rango de entrada de 0 a ~ 3.3V. Esto significa que su divisor debe diseñarse para que, al voltaje máximo de la batería, el valor en el pin GPIO no esté fuera de este rango. Si entiendo su esquema correctamente, ¿tiene un máximo de 8.4V de la batería y un nivel mínimo de 5V? En este caso, su divisor debe configurarse para producir un poco menos de 3.3V con 8.4V a través de él.

V (salida) = V (entrada) * (R2 / (R1 + R2))

(R2 corresponde a la resistencia azul en su esquema y R1 la resistencia roja)

use 8.4 para V (in) y 3.3 para V (out) y obtenemos una relación de R1 = R2 * 1.55

Desea que su corriente sea baja, así que elija valores de resistencia más altos. La potencia nominal de la resistencia representa la potencia máxima que la resistencia PODRÍA absorber antes de quemarse. No es la energía que consumen en cualquier voltaje o condición, lo que está definido por la ley de Ohm. Sugeriría resistencias de cientos de kilohmios o unos pocos megaohmios que satisfagan la igualdad anterior. Por ejemplo, podemos usar sus valores anteriores y multiplicarlos por 100 para obtener 570k y 330k como una buena solución. Luego, solo pruebe un valor de ADC que represente 5 V, que es aproximadamente 1,8 V en el pin GPIO.

En lo que respecta al condensador, reduciría el ruido en el pin agregando un condensador pequeño (100nF) desde el pin GPIO a tierra. A continuación se muestra un esquema de estas sugerencias, incluso puede considerar valores de resistencia más altos.

esquemático

simular este circuito: esquema creado con CircuitLab

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