zasilanie Jak odciąć napięcie z dzielnika baterii do ADC (IO12) gdy ESP32 jest wyłączone?

[InGraw]

Cześć!

Mam pytanie związane z pomiarem napięcia baterii Li-Pol 3,7V przez ADC w ESP32, konkretnie pin IO12.Chciałbym, aby bateria była odłączany pinu IO12, kiedy ESP32 jest wyłączone (nie ma 3.3V). Robię to dlatego, ponieważ gdy ESP32 jest wyłączone to jak będzie widniało zasilanie na pinie IO12 to może nastąpić prądowy „backfeed", chyba że się mylę, co może uszkodzić esp32.

Bateria jest podpięta do układu TP4056.

Obecnie testuję układ z dzielnikiem 2×100k (B+ → 100k → IO12 → 100k → GND) oraz próbowałem użyć MOSFET-a 2N7000, żeby rozłączać napięcie z baterii, ale nie jestem pewien czy dobrze to robię.

Pytanie:
Jak najlepiej wstawić tranzystor (np. N-MOSFET THT, 2N7000), żeby:

Gdy ESP32 ma 3.3V – pomiar napięcia baterii przez IO12 działa normalnie.

Gdy ESP32 jest wyłączone – napięcie z baterii NIE trafia na IO12 (żeby nie zakłócać pomiaru, nie ciągnąć prądu przez dzielnik, itd.).

Mój aktualny pomysł to:

Czy to ma sens? A może da się to zrobić lepiej? Zależy mi na prostym i pewnym rozwiązaniu – może być z dodatkowymi elementami (pull-down, pull-up itp.).

Z góry dziękuję za pomoc!

[_LM_]

A co byś powiedział na nieco inną koncepcję: na przykład 1/2 izolowanego sterownika mosfet https://docs.broadcom.com/doc/AV02-0165EN lub nawet prostego PC817 (tylko trzeba sprawdzić spadek napięcia kolektor - emiter) taki dzielnik włączasz na krótką chwilę tylko po to aby przetestować stan akumulatora, poza tym nie uruchomi się samoczynnie. Lub https://www.farnell.com/datasheets/2017786.pdf 

Edytowano Kwiecień 20, 2025 przez _LM_

[InGraw]

11 godzin temu, _LM_ napisał:

lub nawet prostego PC817

Dzięki za poprzednie sugestie!

Zamieniłem wcześniej używanego MOST-a (2N7000FE) na PC817, zgodnie z twoją propozycją. Chciałem sprawdzić, czy taki układ spełnia swoje zadanie poprawnie.

12 godzin temu, _LM_ napisał:

(tylko trzeba sprawdzić spadek napięcia kolektor - emiter)

No właśnie zamierzam użyć Sharp Microelectronics PC817X3NSZW i ma napisane że Vce Saturation(VCE(sat)) wynosi 100mV@1mA,20mA. Przyjmijmy że bateria ma od 4,2 do 3V. To jak bardzo napięcie wyjściowe spadnie gdy przejdzie przez dzielnik(100k i 100k) i jednocześnie PC817? Czy ESP32 będzie w stanie odczytać te napięcia na pinie analogowym tak aby mniej więcej pokazać poziom naładowania baterii? Chyba, że lepiej było by użyć specjalnego już układu do mierzenia napięcia baterii.
Z góry dzięki za rzucenie okiem!

[_LM_]

Są nawet bardziej wypaśne ładowarki scalone na i2c do pomiaru stanu szukaj coś w stylu battery fuel gauage. Są fajne układy id texas instruments albo analog devices. Ogólnie w powyższym układzie radziłbym włączać pomiar tylko co jakiś czas bo dioda wyciągnie z niej energię szybciej od espka. Aha i od rezystora do masy obowiązkowo niewielki kondensator 10...100nf Powodzenia! 

[Sabre]

@InGraw ten fototranzystor powinien być od strony GND emiterem. Przy takim podłączeniu jak na schemacie on trochę zniekształca napięcie mierzone na dzielniku. Gdyby był od strony masy to spadek napięcia na nim w żaden sposób nie wpływa na pomiar napięcia ponieważ jest znacznie poniżej mierzonego zakresu. Ale rozumiem zamysł, chodzi o odcięcie plusa zasilania od reszty układu. Na dobrą sprawę zwykły mosfet z kanałem typu P zrobi dokładnie to samo i można podciągnąć mu bramkę do plusa baterii żeby był zamknięty przez cały czas a otwierany przez drugi rezystor od strony mikrokontrolera tylko na czas pomiaru. Oszczędzi to trochę prądu.

[jand]

@InGraw, teraz dopiero zauważyłem.

W pierwszym poście, na schemacie jest błąd. Nóżki modułu ładującego 1 i 2 powinny być rozłączone (minusa baterii nie łączymy z masą), gdyż w  przeciwnym razie któreś z zabezpieczeń może nie działać.

[Sabre]

Dobrze kombinowałeś z tym mosfetem, ale nie jest to prawidłowe połączenie. Tak jak napisałem wyżej powinieneś blokować bramkę tranzystora domyślnie. Powinna być podciągnięta rezystorem 100k do GND od strony układu ładowarki (o ile dobrze pamiętam to GND tam jest połączone bezpośrednio z akumulatorkiem), a otwierać ten tranzystor tylko na czas pomiaru z portu mikrokontrolera za pomocą podciągania do plusa zasilania. Bramka mosfeta powinna być podłączona z jakimś pinem mikrokontrolera przez rezystor 100Ω.

[InGraw]

@Sabre @jand Dziękuję wam za porady, ale już zamówiłem PCB i elementy i... jakby wszystko działa. Naprawdę mam złożone zlutowane i zaprogramowane i poziom baterii wyświetla się poprawnie. Nawet jeżeli schemat jest głupi ale działa to w zasadzie nie ma problemu. 

[Sabre]

@InGraw to napisz może finalnie jak to mierzysz.