Arduino: Mede a tensão externa

Eu tenho um "problema" ao tentar medir a tensão externa de uma célula moeda. Simplifiquei meu circuito, mas basicamente tenho um relógio em tempo real DS1307 alimentado pela saída 5v do Arduino e uma célula de moeda conectada ao vBat para manter o relógio vivo enquanto o Arduino está desligado. Minha idéia era medir o nível da bateria com o Arduino, conectando o positivo a uma entrada analógica e lendo o nível de tensão. Então, pensei, como a tensão máxima é 3v, posso usar o 3v3 como AREF e definir a referência analógica para externa e, em seguida, ler resultados precisos. O resultado é bem legal e as leituras do Arduino são as mesmas da leitura da tensão da bateria do meu multímetro. O problema surge quando eu desconecto a fonte de energia do Arduino (uma conexão USB). Para minha surpresa, o Arduino não desliga (alguns leds ficam ligados),

Por que isso está acontecendo? Como o Arduino está recebendo corrente do pino analógico? Este pequeno circuito é uma aberração eletrônica?

A maioria, se não todos, os pinos de entrada nos controladores AVR são protegidos internamente por diodos de aperto. Esses diodos impedem que uma tensão de entrada possa ser maior que a tensão de alimentação.

Por que esses diodos internos existem:

É importante perceber que, quando um pino de entrada se eleva acima da tensão de alimentação e esses diodos não estavam lá, o chip pode agir como um SCR, trava, curto a bateria e o próprio chip provavelmente seria danificado por sobrecorrente / superaquecimento .

Por que o seu Arduino funciona com a bateria Dê uma olhada no diagrama de circuito abaixo. Quando o Vcc é desconectado da fonte de energia normal, há um caminho da bateria, via D1, para o Vcc. A voltagem da bateria é alta o suficiente para o controlador operar.

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

Como resolver

A solução é simples, adicione um resistor de alto valor em série entre a bateria e a entrada do controlador. A maioria dos AVRs possui uma corrente de vazamento de entrada máxima especificada (I _IL ) de 1μA, portanto, você deseja garantir que a queda de tensão seja aceitável com essa corrente, digamos 100kΩ.

Mas cuidado!

Você precisa perceber que a entrada pode extrair essa corrente da célula de botão e diminuir o tempo de vida útil.