COMPARATORI & MICROCONTROLLORI


I moderni  microcontrollori, oltre ad avere i vantaggi dati dalla tecnologia Flash usata per la implementazione della memoria programma, contengono strutture analogiche che li rendono sempre più flessibili e adatti per applicazioni miste (analogiche e digitali). In particolare faremo riferimento ai microcontrollori della Microchip che contengono al loro interno dei comparatori accessibili dai pin esterni e configurabili da registri interni. Di seguito saranno presentati alcune metodi e suggerimenti con cui utilizzare questi comparatori in possibili applicazioni, dove, oltre ad un micro, si richiede come risorsa hardware un comparatore.

Rilevatore di livello basso della batteria

Quando si utilizza come alimentatore una batteria e' importante sapere il suo stato ovvero se possiede la carica sufficiente per le  normali operazioni del circuito. Tipicamente,  in un microcontrollore questo compito e' affidato ad un  circuito basato su un comparatore detto anche "periferica programmabile di rilevazione di bassa tensione" o PLVD (Programmable Low Voltage Detect). Se la periferica PLVD non e' presente nel microcontrollore, i circuiti mostrati in figura 1 e 2 possono essere realizzati per implementare questo tipo di periferica usando un comparatore e pochi componenti esterni come mostrato in figura 1 e 2.

Nel circuito di Figura 1 si assume che il micro sia alimentato da una VDD fornita da un alimentatore regolato e che si voglia controllare lo stato di una batteria monitorando la sua tensione VBATT. I resistori R1 e R2 sono scelti in modo da fissare sul piedino non invertente una tensione approssimativamente pari a 25% della tensione VDD. I resistori R3 e R4 sono scelti per settare sul piedino invertente una tensione uguale a quella del piedino non invertente quando la tensione della batteria raggiunge il valore minimo consentito per il funzionamento del circuito. Il segnale di Enable serve per attivare il circuito di partizione ( R1 e R2) quando serve spegnendolo quando non serve per ridurre il consumo del sistema.

Figura 1: rilevatore di stato della batteria (alim. VDD)

VBATT = 5.7V,  R1 = 33k, R2 = 10k, R3 = 39k, R4 = 10k, VDD = 5V

Per il circuito di figura 2 si assume che tutto il sistema sia alimentato da una batteria. I componenti del circuito sono:

VBATT = 3V: R1 = 33k, R2 = 10k e R3 = 470 ohm.

Il resistore R3 e' scelto per polarizzare il diodo D1 al di sotto della sua tensione di polarizzazione diretta quando la tensione della batteria VBATT e' uguale al valore minimo consentito per il funzionamento del sistema. I resistori R1 e R2 sono fissati in modo da avere sul piedino invertente una tensione pari alla tensione del diodo D1 quando questo e' polarizzato direttamente. Anche in questo circuito la funzione del segnale di Enable e' la stessa di quella del circuito precedente.

Figura 2: rilevatore di stato della batteria  (alim. VBATT)