Ochrona pinów wejściowych mikrokontrolera przed miękkim przełącznikiem zasilania


10

Pracuję nad miękkim przełącznikiem zasilania dla mikrokontrolera, w którym chwilowy przełącznik może włączyć obwód (w tym mikrokontroler), a następnie po ponownym naciśnięciu przełącznika mikrokontroler może się wyłączyć po przeprowadzeniu czyszczenia.

rysunek obwodu

Do tej pory mam powyższy obwód, ale nie jestem pewien, czy będzie niezawodny. Używam baterii litowo-jonowej (3,7-4,2 V) i regulatora TC1015 (wyjście 3,0 V). Chodzi o to, że po naciśnięciu przełącznika regulator włącza się, a następnie mikrokontroler ustawia się uC Powerwysoko, utrzymując się. Po ponownym naciśnięciu przełącznika włączenie przerwania uC Switchpozwoli mikrokontrolerowi ustawić się na uC Powerniskim poziomie, wyłączając się.

Nie jestem pewien, czy muszę chronić mikrokontroler przed napięciem akumulatora. Mikrokontroler, którego używam, ma absolutnie maksymalne napięcie na pinach we / wy Vdd + 0,4 V, więc nie jestem pewien, jak sobie z tym poradzić najlepiej.

Po drugie, czy ten obwód faktycznie nie włącza się, gdy regulator jest w stanie „wyłączonym”? Myślałem o użyciu rozwijanego rezystora na linii aktywacji, ale martwię się o prąd pobierany, gdy układ jest włączony.

Edycja: Mikrokontroler jest podstawowym obciążeniem, które zostanie przełączone, więc przełączenie go w tryb niskiego poboru mocy niestety nie będzie tutaj działać.

Edytuj # 2 (po opublikowaniu odpowiedzi):

Skończyło się na użyciu poniższego obwodu:

schemat stały

Poprzednio opublikowany obwód nie działał zbyt dobrze i miał problemy z pływającą linią zezwolenia, gdy mikrokontroler go nie zasilał.

Nowy obwód wykorzystuje flip-flop, a linia danych jest zwykle obniżona. Naciśnięcie przełącznika uderza w zegar, włączając system. Kolejne naciśnięcia przełącznika powodują CLOCKwzrost linii (umożliwiając mikrokontrolerowi wykrycie prasy), ale nie wpływają na moc wyjściową regulatora. Gdy mikrokontroler jest gotowy do wyłączenia, ustawia DATAlinię na wysoką, a następnie ustawia CLOCKlinię na wysoką, co spowoduje wyłączenie regulatora.

Jedną z naprawdę fajnych rzeczy w tej konfiguracji jest to, że pierwsze naciśnięcie przycisku włącza regulator i utrzymuje go, dopóki mikrokontroler nie będzie gotowy do wyłączenia. Odbicie nie stanowi problemu, ponieważ bez względu na to, ile razy linia zegara idzie wysoko, linia danych jest nadal utrzymywana na niskim poziomie przez opuszczanie. Ponadto aktualny pobór prądu powinien być bardzo minimalny (tylko flip-flop i TC1015, gdy są wyłączone), a pobór prądu przez rezystory jest minimalny.

Mikrokontroler musi być chroniony przed napięciem akumulatora na linii zegara, ale jak sugeruje @Andy aka, można to zrobić przy włączonym oporniku CLOCK.

Odpowiedzi:


4

R1 i R2 ograniczą prąd do pinów na twoim PC i zwykle wystarcza to do ochrony twojego urządzenia - wystarczy sprawdzić w specyfikacji, jaki jest ten „limit” prądu i wybrać odpowiednią wartość rezystora, biorąc pod uwagę, że zasilacz uC może być przy 0 V (bez zasilania). Na tej podstawie można pominąć zenery.

Niezawodność to kolejna kwestia. Odbicie przełącznika może spowodować, że twój uC włączy się, a następnie wyłączy kilka razy, więc napisz kod, aby mieć tego świadomość.

Myślę, że wskazane może być posiadanie rezystora na włączeniu, ale prawdopodobnie w obszarze + 10K, a być może może to być wyższy ewentualnie 100k.

Napięcie na wyłączniku musi wynosić co najmniej 45% Vin, więc nie powinno to stanowić problemu.


3

Wygląda to na system samozatrzaskujący, który teoretycznie powinien działać, podobnie jak samozatrzaskowy obwód przekaźnika (przycisk służy do włączania przekaźnika, a następnie, ponieważ kołek obciążający i kołek cewki są ze sobą powiązane, przekaźnik pozostaje włączony tak długo, jak moc dociera do pinów obciążenia).

Aby to przetestować, nie ryzykując mikrokontrolera, możesz to zrobić. Dodaj obojętny ładunek, aby utrzymać regulator w dobrym stanie (kilka diod LED, abyś mógł zobaczyć, że działa), a następnie przywiąż wyjście do punktu, w którym jest zaznaczone uC Power. Po naciśnięciu przełącznika regulator powinien uruchomić się, włączając diody LED i moc uC, co z kolei powinno utrzymywać pin Enable na wysokim poziomie logiki (wysoki poziom logiki wyłączenia wynosi minimum 45% VIN, a więc 1,89 V przy 4,2 V na wejściu. ).

Więc jeśli naciśniesz przycisk, a diody LED pozostaną włączone po zwolnieniu, zadziała. Jeśli nie, nie będzie działać tak, jak jest.

Ostrzeżenie: Mówię to, nie będąc pewnym, jak diody Zenera spowodują reakcję obwodu.


0

Obwód łączący baterię, sygnały mikrokontrolera i wejście SHDN * regulatora (przemianowane na EN) wydaje się niejasne.

Co powiesz na użycie zatrzasku (zasilanego z akumulatora), aby uchwycić zamknięcie klucza. Następnie wyjście tego zatrzasku może być OR'owane sygnałem sygnałowym z MCU do sterowania pinem SHDN * regulatora (przemianowanym na EN na schemacie). Po uruchomieniu MCU powinien najpierw uruchomić linię zezwolenia, a następnie wyczyścić zatrzask, zapewniając w ten sposób, że EN pozostanie potwierdzony.

Kolejne działanie przycisku może być monitorowane przez zatrzask: po ponownym naciśnięciu przełącznika zatrzask ponownie przechodzi w stan wysoki. MCU zauważa to i czyści zarówno zatrzask, jak i sygnał zezwolenia, wyzwalając wyłączenie. Ponieważ przełącznik jest zatrzaśnięty, MCU może monitorować to bardzo wygodnie, po prostu odpytując go na spokojnej częstotliwości.

Jeszcze jednym opcjonalnym udoskonaleniem byłby obwód zapewniający, że gdy sama bateria przejdzie w tryb online, system uruchomi się bez użycia przycisku. Może to być jakiś rodzaj impulsu, który ustawia zatrzask.


0

Pociągnij EN nisko za pomocą odpowiedniego rezystora i przymocuj go do styku io na mcu. Przełącznik idzie na pin wejściowy MCU. Naciśnięcie przycisku powoduje przerwanie na pinie wejściowym mcu, które przełącza pin wyjściowy kontrolujący pin EN twojego LDO.

Wprowadzenie mcu w głęboki sen pozwoli na wyciągnięcie kołka i wyłączenie LDO. Wywołanie przerwania za pomocą przełącznika spowoduje jego obudzenie, ponowne pociągnięcie szpilki wysoko i ponowne włączenie włączania LDO.


Przepraszam, powinienem był podać nieco jaśniej, mikrokontroler jest podstawowym obciążeniem, które LDO będzie przełączać, więc pozostawienie go w stanie niskiego poboru mocy nie będzie działać.
Carson Darling,
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.