¿Cómo leer altos voltajes en el microcontrolador?

Quiero leer altos voltajes, como ~ 50V, usando un microcontrolador. Planeo poner esto como una entrada en la línea A / D del microcontrolador. Pero, por supuesto, no debe tener un voltaje tan alto en la entrada de un microcontrolador o se freirá.

¿Cómo puedo leer altos voltajes? Lo principal es que necesito bajar el voltaje antes de leerlo. ¿Qué debo tener en cuenta al reducir este voltaje?

¡Gracias por adelantado!

Editar: Noté en la hoja de datos PIC18 que dice "La impedancia máxima recomendada para fuentes analógicas es de 2.5 kOhms". ¿Cómo afecta esto a cómo reduzco el voltaje, ya sea con divisores resistivos, etc.?

Un simple divisor de voltaje resistivo logrará lo que desea.

La fórmula para calcular el voltaje de salida es:

Entonces, si asumimos que su voltaje de entrada varía de 0-50V, necesitamos dividirlo por 10 para lograr 0-5V. Si también suponemos que queremos cargar el voltaje de entrada con 100kΩ, entonces los cálculos serían algo como:

Vout / Vin = R2 / 100kΩ

0.1 = R2 / 100kΩ -> R2 = 10kΩ

R1 = 100kΩ - R2 = 90kΩ

Entonces R1 = 90kΩ y R2 = 10kΩ

Para un ADC que requiere una impedancia de fuente máxima, debe asegurarse de que la impedancia del divisor de voltaje esté por debajo de este nivel. La impedancia en el divisor se puede calcular como R1 || R2.

Para <2.5kΩ, lo anterior no cumplirá este requisito ya que 10kΩ || 90kΩ = 9kΩ
Si usamos 9kΩ y 1kΩ, obtenemos 1 / (1/1000 + 1/9000) = 900Ω

Tenga en cuenta que cuanto menor sea la resistencia, mayores serán las resistencias de potencia que necesita. 50V / 1k = 50mA -> 50mA * 45V = 2.25W a través de la resistencia superior (0.25W a través de la parte inferior)
En estos casos, es mejor usar un buffer opamp entre un divisor de alta resistencia y el ADC. O use un divisor de 2kΩ y 18kΩ, que no necesita tanta energía como la versión 1k / 9k.

Para agregar a la respuesta de Oli:

El diodo Schottky protege la entrada del opamp contra sobretensión en caso de que la tensión de entrada exceda el máximo especificado de 50 V. Esta es una mejor solución que el zener de 5 V que a menudo se coloca en paralelo con la resistencia de 3 kΩ. El voltaje zener de 5 V requiere varios mA, si la corriente es mucho más baja, el voltaje zener también será más bajo, y el diodo puede sujetar la entrada a, por ejemplo, 4 V, o incluso más bajo.

La resistencia de 27 kΩ permitirá 2 mA, ¿no es eso suficiente para el zener? Podría, pero eso no es lo que obtendrá el zener; la mayor parte de esos 2 mA pasarán a través de la resistencia de 3 kΩ, dejando solo decenas a cientos de µA para el zener, que simplemente es demasiado pequeño.

Seleccione un diodo Schottky con una baja corriente de fuga inversa, de modo que el voltaje de alimentación de 5 V no influya demasiado en el divisor.

Para una medición aislada, puede usar un transductor de voltaje, por ejemplo, LEM -LV-25 o similar.

Pero una manera mucho más fácil si no necesita aislamiento es usar un divisor de voltaje :

Para combatir el problema de la impedancia de la fuente, primero puede usar un divisor de voltaje y luego usar un opamp estándar. Eso debería tener una impedancia de salida lo suficientemente baja para usted. Aquí hay una nota de aplicación que publiqué ayer sobre el uso de opamps para convertir los niveles de voltaje para ADC.

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

Busque algo llamado divisor de resistencia . Usando dos resistencias, puede multiplicar un voltaje por una constante entre 0 y 1. En su caso, desea reducir 50 V hasta el nivel del microcontrolador. Digamos que el micro funciona a 5 V, por lo que desea escalar la entrada en 0.1. Esto podría hacerse con dos resistencias, la primera con 9 veces la resistencia de la segunda. La señal entra en el primero. El otro extremo está conectado a la segunda resistencia y la entrada micro A / D, y el otro extremo de la segunda resistencia está conectado a tierra. Con la relación 9: 1 obtienes una ganancia de .1 (atenuación en 10).

Probablemente desee que el más bajo de los dos (la resistencia 1x) sea de alrededor de 10 kΩ, lo que haría que los otros 90 kΩ. Probablemente usaría 100 kΩ para proporcionar algo de margen y detección de sobrerrango.

Lo hice con éxito usando un divisor de voltaje y un diodo Zener polarizado inversamente entre el pin de entrada y tierra (por si acaso).