Comment lire les hautes tensions sur le microcontrôleur?

Je veux lire des hautes tensions, comme ~ 50V, en utilisant un microcontrôleur. Je prévois de mettre cela comme entrée dans la ligne A / D du microcontrôleur. Mais bien sûr, vous ne devriez pas avoir une tension aussi élevée à l'entrée d'un microcontrôleur ou cela va frire.

Comment lire les hautes tensions? L'essentiel est que je doive baisser la tension avant de la lire. Que dois-je considérer lors de la réduction de cette tension?

Merci d'avance!

Edit: J'ai remarqué dans la fiche technique PIC18 qu'il est dit "L'impédance maximale recommandée pour les sources analogiques est de 2,5 kOhms." Comment cela affecte-t-il la façon dont je baisse la tension, que ce soit avec des diviseurs résistifs, etc.?

Un simple diviseur de tension résistif réalisera ce que vous voulez.

La formule pour calculer la tension de sortie est:

Donc, si nous supposons que votre tension d'entrée varie de 0 à 50 V, nous devons la diviser par 10 pour atteindre 0 à 5 V. Si nous supposons également que nous voulons charger la tension d'entrée avec 100kΩ, alors les calculs devraient ressembler à:

Vout / Vin = R2 / 100kΩ

0,1 = R2 / 100kΩ -> R2 = 10kΩ

R1 = 100kΩ - R2 = 90kΩ

Donc R1 = 90kΩ et R2 = 10kΩ

Pour un CAN nécessitant une impédance de source maximale, vous devez vous assurer que l'impédance du diviseur de tension est inférieure à ce niveau. L'impédance au niveau du diviseur peut être calculée comme R1 || R2.

Pour <2,5 kΩ, ce qui précède ne répondra pas à cette exigence car 10 kΩ || 90 kΩ = 9 kΩ
Si nous utilisons 9 kΩ et 1 kΩ cependant, nous obtenons 1 / (1/1000 + 1/9000) = 900Ω

Gardez à l'esprit que plus la résistance est faible, plus les résistances de puissance en watts dont vous avez besoin sont élevées. 50 V / 1 k = 50 mA -> 50 mA * 45 V = 2,25 W sur la résistance supérieure (0,25 W sur le bas)
Dans ces cas, il est préférable d'utiliser un tampon opamp entre un diviseur à haute résistance et l'ADC. Ou utilisez un diviseur 2kΩ et 18kΩ, qui n'est pas aussi gourmand en énergie que la version 1k / 9k.

Pour ajouter à la réponse d'Oli:

La diode Schottky protège l'entrée de l'ampli op contre les surtensions au cas où la tension d'entrée dépasserait le maximum spécifié de 50 V. C'est une meilleure solution que le zener 5 V qui est souvent placé en parallèle avec la résistance de 3 kΩ. La tension zener de 5 V nécessite plusieurs mA, si le courant est beaucoup plus faible, la tension zener sera également inférieure, et la diode peut bloquer l'entrée à par exemple 4 V, voire même moins.

La résistance de 27 kΩ permettra 2 mA, n'est-ce pas suffisant pour le zener? Je pourrais, mais ce n'est pas ce que le zener obtiendra; la majeure partie de ces 2 mA passera à travers la résistance de 3 kΩ, ne laissant que des dizaines à des centaines de µA pour le zener, ce qui est tout simplement trop peu.

Sélectionnez une diode Schottky avec un faible courant de fuite inverse, afin que la tension d'alimentation de 5 V n'influence pas trop le diviseur.

Pour une mesure isolée, vous pouvez utiliser un transducteur de tension, par exemple le LV-25 de LEM ou similaire.

Mais un moyen beaucoup plus simple si vous n'avez pas besoin d'isolement consiste simplement à utiliser un diviseur de tension :

Pour combattre votre problème d'impédance de source, vous pouvez d'abord utiliser un diviseur de tension, puis utiliser un ampli-op standard. Cela devrait avoir une impédance de sortie suffisamment faible pour vous. Voici une note d'application que j'ai publiée hier sur l'utilisation des amplificateurs opérationnels pour convertir les niveaux de tension des ADC.

http://www.ti.com/lit/an/slyt173/slyt173.pdf

Recherchez quelque chose appelé un diviseur de résistance . À l'aide de deux résistances, vous pouvez multiplier une tension par une constante entre 0 et 1. Dans votre cas, vous souhaitez réduire de 50 V jusqu'au niveau du microcontrôleur. Supposons que le micro fonctionne à 5 V, vous voulez donc mettre à l'échelle l'entrée de 0,1. Cela pourrait se faire avec deux résistances, la première ayant 9x la résistance de la seconde. Le signal entre dans le premier. L'autre extrémité est connectée à la deuxième résistance et à l'entrée micro A / D, et l'autre extrémité de la deuxième résistance est connectée à la masse. Avec le rapport 9: 1, vous obtenez un gain de 0,1 (atténuation de 10).

Vous voulez probablement que le plus bas des deux (la résistance 1x) soit d'environ 10 kΩ, ce qui ferait les 90 kΩ restants. J'utiliserais probablement 100 kΩ pour fournir une détection de marge et de dépassement de gamme.

J'ai réussi à le faire en utilisant un diviseur de tension et une diode Zener polarisée en inverse entre la broche d'entrée et la masse (juste au cas où).