Medindo a tensão da fonte de energia de um Arduino usando entrada analógica

Estou ligando um Arduino usando uma bateria de 5V (3,7v para um módulo de expansão) e preciso medir a tensão. Digamos que a bateria ofereça alta corrente , é seguro medir a tensão via entrada analógica? Como neste:

A razão pela qual estou perguntando é que não conheço muito a arquitetura e as limitações do ADC do Arduino. Normalmente, eu o faria por segurança:

As conexões no primeiro diagrama são seguras para o ADC? Desde já, obrigado!

Nota: Uma pergunta semelhante foi feita aqui: ( Monitorar o uso de energia CC ), mas ela não responde à pergunta sobre altas cargas de corrente na bateria.

Verifique a folha de dados para a corrente de entrada em um pino de E / S. Depende do tipo exato de controlador no seu Arduino. É provavelmente chamado de pino de E / S da Corrente de Vazamento de Entrada e estará próximo de 1 μA .

Aqui está uma folha de dados ATmega típica usada em Uno / Duemilanove / ... , você pode encontrar o parâmetro na página 304. Verifique a folha de dados do seu controlador específico para obter detalhes precisos.

Se você usar uma bateria de 3,7V e um conversor de avanço para fornecer 5V ao controlador, poderá conectar a bateria diretamente à entrada analógica do controlador. No entanto, quando a tensão de saída do conversor intensificador cair abaixo da tensão da bateria (por qualquer motivo), todo o seu Arduino será alimentado através do pino de entrada analógica e é isso que você não deseja. Todos os pinos de entrada têm proteção contra sobretensão, o que permite esse comportamento, mas os diodos não são classificados para correntes contínuas. Em conclusão: é melhor incluir um resistor em série entre a bateria e o pino de entrada.

Mas agora sua medição depende da precisão da fonte de alimentação de 5V. Dependendo do controlador exato que você possui, existem várias tensões de referência internas disponíveis que são muito mais precisas que a tensão da fonte de alimentação. Se você adicionar um resistor extra ao terra (R2), poderá usar essa referência para medir com precisão a tensão de entrada. Isso é chamado de divisor de tensão (resistivo). Com a relação fornecida, a voltaga no pino de entrada será de 1V quando a tensão da bateria for de 3.7V:

$V_{measurement} = \dfrac{R2×V_{BATT}}{R1+R2}$

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Outra opção é usar a referência de tensão de banda 1.1 1.1 interna do Arduino para determinar o valor do VCC sem o uso de peças externas adicionais, conforme detalhado nesses dois links:

http://jeelabs.org/2012/05/04/measuring-vcc-via-the-bandgap/

e

http://arduino.cc/forum/index.php?topic=88935.0

O único problema é que você precisa determinar um valor de calibração em relação ao intervalo de banda interno de 1.1V, pois ele pode ser desativado em até 10%.

Mas isso não exigiria peças adicionais e permitiria ao seu atmega determinar a tensão de sua fonte de energia.