PIC电路上的电池寿命监控器

我有一个使用PIC18F14F50微控制器芯片的小电路，该芯片通过i2c接口（以后可以通过USB接口读取该数据）将数据记录到外部EEPROM芯片中。每15分钟记录一次采样，不需要特别准确地计时。

更换电池时丢失样本或计时不正确是可以的，但是如果电池过期并且几天之内没有任何数据记录直到有人注意到，那不是很好。

因此，当电池电量不足时，我想提醒用户足够的时间来更换电池。平均电流低于2mA，我使用3节AA碱性电池串联以提供4.5V电压，因此我希望它们能持续几天。

但是我想知道如何检测电池电量低吗？我认为随着电池寿命的延长，电压会下降。我认为该PIC的参考电压为1.024v，因此我可以对电源电压进行分压并将其馈送到模拟输入，并且当分压下降到低于该水平时会触发警告。

但是我对电池知之甚少，无法知道它能发挥多大作用？而且我不知道选择什么电压可以表明电池寿命可能剩下10-20％。那会完全起作用吗？有没有更好的方法？

这完全不需要是准确的，我只是想在足够的时间内发出良好的警告，而又​​不要让人们去浪费仍然有生命的电池。

由于我目前的使用情况相当稳定，如果我能算出电池平均可以使用多长时间，然后在发出警告之前选择该时间的85％，那么一个简单的计时器是否合理？还是电池寿命变化更大？

任何想法都将受到欢迎。

首先，让我评论一下定时器电路。只要您的电池寿命都相对相同并且保持在相同的条件下，这将起作用。如果您仍在使用此电池6个月，并且电池已全部使用6个月，则需要更新计时器。功能性解决方案，但不是最佳解决方案。

您可以使用电阻网络对输入电压进行分压，该电阻网络的电压应足够高而不影响使用寿命（可以使用有负载的网络，只需更频繁地更换电池即可）。有一个陷阱，您需要装入电池以查看其剩余寿命的真实价值。您会发现，电池负载越多，放电曲线就越像一条线。它永远不会成一直线，仍然会有清晰的相位，但是您可以可靠地将负载的电池电压与剩余寿命相关联。

如果在测量过程中打开PIC，则可能会得到不错的测量结果。让照片花费时间测量电池并查看生成的电压曲线，直到设备死机。如果曲线保持相对平坦，然后突然下降并且电池没电了，那么您将需要使用晶体管和负载电阻来增加电池测量期间的电流消耗。关于电池大学，有关电池的信息很多。通常，微控制器无法汲取足够的电流来获得整个过程都呈斜率的曲线（我已经看到了像MSP430这样的超低功耗uC的问题）。仅运行PIC可能会很好。

对AA电池化学的研究已经取得了一些成果。看起来它们在低电流（<500 mA）时显示出相当平坦的放电曲线。这意味着您可能希望将电阻放电电路与晶体管耦合在一起，以使电压测量更有价值。

如果这还不够清楚，请原谅我。如果您有任何意见和疑问或建议，我会进行更新。

是的，电池电压会下降，但下降幅度很小，例如半伏：

如果使用分压器将其置于ADC范围内，那么您也在对范围进行分压。我想这仍然可以直接通过ADC进行测量。5 V /（2 ^ 10）= 0.005 V，具有±3 LSb的偏移和增益误差，因此在满和空之间仍有许多测量电平吗？

为了准确地测量电池的充电和放电，人们会记录一个使用电流感应电阻器汲取的电流的日志，并在经过一定量的电荷后确定电池电量低。如果您当前的绘制相对恒定，那么可以，您可以使用计时器执行相同的操作。运行几次，测量直到您认为电池没电为止的时间，然后在将来使用计时器来猜测何时耗尽。您每次都使用新电池吗？

我认为监视这样的系统的唯一可靠方法是一种类似于看门狗的安排：让其他一些单独供电的系统不时检查它（或等待信号），如果它没有响应，则发出警报。

您也可以使用该单独的系统来检查电池。它不会因为主电池没电​​而遭受损失，这会杀死所有用主电池运行的监控系统。如果您可以安排一个电池监视器使用像纽扣电池这样的小型电池运行，并保证其寿命比主电池长，那应该可以完成工作。

如果您不希望或没有第二个电源，其他注释似乎包含了很好的自我监控建议。

您可以使用运算放大器获得更精确的基准电压（使用一个使能引脚，以便可以轻松关闭它），然后将电路调整到要测量的电压范围：0.8V时为0V，在1.1V时为3.3V。如果它已饱和，则说明您已充满电，并且似乎不需要监视器，而只是一个警报。

另外，请确保您测量了几次（或使用电流检测电阻器），而不是假定电压下降是由电池电量耗尽引起的。不是-电池电压取决于放电电流和剩余电量。电流尖峰会导致电压大幅下降，但是取出电池后会恢复。参见Energizer碱性数据表的图9 。

如果可能，请在通过正常负载（设备）加载AA碱性电池后立即测量其电压，并停止负载电流，当每AA电池的电压降至0.9V以下时，表明电池已耗尽。我这样做是我设计的许多产品，而且效果很好。除去负载后，普通的碱性电池将恢复，但这需要一些时间，具体取决于负载电流。有时根据温度和负载电流的不同，这可能是几分钟甚至几小时。在小电流下稳定使用期间进行测量，您将不得不根据电流使用更高的电压，但是对于仅使用5mA的设备，通常可以使用1.2V电压。