マイコンのA/D変換器で5v以上の電圧を読みたい

質問

車載バッテリ(12[v])や安定化電源(3[v]～15[v])の電圧をマイコンのA/D変換で読みたいのですが、並のA/D変換器はすべて5vが上限ですよね？...
抵抗による分圧法だと、電源電圧が変動すると全くもって使い物になりません。

・比較的大きく変動する電源電圧を読む方法はありませんでしょうか？

ツェナーダイオードを使えば読めるのではないだろうか？と自分では思っているのですが、

・ツェナー+抵抗の組み合わせで抵抗側の電圧をA/Dかけるのは無茶な行為なのでしょうか？
・また、A/D変換器を破損しないような保護回路等はありませんでしょうか？

...過去にPICのA/D12vを誤って印加してしまいましたが、後に5vを与え直したら何事もなかったかのように動作したという妙な経験があります。
よろしくお願い致します。

回答No.5

walkingdic · ベストアンサー

>電圧変動は最大14.5[v]付近まで上がりますが、最大電源入力15[v]のOp-AMPだと、
そういう場合は一度抵抗による分圧をしてからＯＰアンプにより減算なり部分的な拡大なりを行います。

お礼

勘違いしていました。
5[v]が最大のA/Dなのに15[v]を電源に印加すること自体が少し無意味でした。

この方法が一番妥当ですね。参考になりました。
有難う御座いました。

回答No.6

otto0001otto

No2,です。

そうじゃないんです。
サンプルするときにチャージでされるのです。

そのＡＤには＋ＲｅｆのほかにーＲｅｆはありませんか？
この範囲で使用できますが。
（もちろん分圧してですけど）

お礼

A/Dは専用IC等ではなく、一般的なPIC/H8等を想定して会話しています。
もう少し自力で調べてみます。

回答No.4

sst7485

＞抵抗による分圧法だと、電源電圧が変動すると全くもって使い物になりません。
私もこの意味がよく分かりませんが。
次の３点に問題はありませんか？確認して下さい。
・ＡＤの基準電源は安定していますか？
　マイコンの電源と共通で構いませんが、
　ノイズ等の影響を受けないように工夫して下さい。
・ＡＤは逐次比較型ですか？
　積分型ではサンプリングに時間が掛かる為、
　不安定な電圧は正確に測定できません。
・ＡＤの入力インピーダンス。
　分圧抵抗が影響するほどインピーダンスが低いのなら、
　ＯＰアンプのボルテージフォロワを入れればいいです。

＞比較的大きく変動する電源電圧を読む方法はありませんでしょうか？
抵抗で分圧して、素早く読み込むのが普通です。
それ以上のことは読み込んだデータをどのように活用したいかにより、ソフトで対応します。

＞ツェナーダイオードを使えば読めるのではないだろうか？と自分では思っているのですが、
＞ツェナー+抵抗の組み合わせで抵抗側の電圧をA/Dかけるのは無茶な行為なのでしょうか？
測定範囲をずらすだけでよいのなら、使えない方法とも言えません。
でもツェナー電圧は誤差が大きいです。

＞また、A/D変換器を破損しないような保護回路等はありませんでしょうか？
ツェナーダイオードで保護すればいいです。

お礼

抵抗による分圧法だと、抵抗そのものの精度による誤差を心配していたのですが、もう一度考え直してみたらそれも勘違いだったようです。

＞また、A/D変換器を破損しないような保護回路等はありませんでしょうか？
ツェナーダイオードで保護すればいいです。

ここは、ショットキのことでしょうか？

回答No.3

walkingdic

>「A/D変換器で12v付近前後の値を読めるような回路はありますか？」
１２Ｖ付近を拡大してということですね。
であればオペアンプ回路でその部分を拡大するしかないでしょう。
オペアンプは使ったことがないのでしょうか？
ちょっと言葉では説明できないのですけどネットには沢山情報があるからそれを見てください。
単純に言えば、簡単には１２Ｖから８Ｖを減算すれば８～１３Ｖの範囲の測定が出来ます。範囲を狭めるのであれば２倍にするとかすればよいですし。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AA%E3%83%9A%E3%82%A2%E3%83%B3%E3%83%97

お礼

減算>拡大ですね。私の考えていることそのままです。
理解してくださって嬉しいです。

車載用途だと、電圧変動は最大14.5[v]付近まで上がりますが、最大電源入力15[v]のOp-AMPだと、上辺で直線性が損なわれる恐れがあるような気がしたもので..

回答No.2

otto0001otto

抵抗で分圧すればいいだけです。
たとえ２０Vまで計れるＡＤだったとしても、
車載バッテリに直接繋ぐことはやりません。
ＡＤのの前にはサンプルアンドホールドという回路が
あって、そこにチャージ出来なければならないので、
マイコンのＡＤ入力端子にコンデンサーを付けておくと
良いでしょう。

お礼

サンプルアンドホールド自体が容量性のものだと思ってましたが...

回答No.1

walkingdic

>抵抗による分圧法だと、電源電圧が変動すると全くもって使い物になりません。
この意味がわかりません。何か間違いがあるように思いますけど。
入力インピーダンスを高くしたい場合にはＯＰアンプにて電圧変換しますけど、結局それは抵抗分圧とほとんど考えは同じですから。。。

>ツェナーダイオードを使えば読めるのではないだろうか？
こちらの方が何をやろうとしているのか、、、、
もしかして測定範囲を５～１０Ｖ見たいな形にしようということでしょうか？
それはちょっと、、、、目的がわかないのでそんなやり方でいいのかわかりません。

>・また、A/D変換器を破損しないような保護回路等はありませんでしょうか？
過大電圧に対する保護はダイオードが一般的ですね。

お礼

単刀直入に申しますと、
「A/D変換器で12v付近前後の値を読めるような回路はありますか？」
という意味です。
なんか微妙な説明で申し訳ありません。