Jännitteen rajoitus

Development 🇫🇮 Elektroniikka ja ohjelmointi
1

Taas tyhmä kysymys.

Käytän yhdessä jutussa piiriä LMC7215, jonka maksimikäyttöjännite on 7 volttia. Kytkennän muut osat toimivat jännitteellä 5-15V (4020 ja 4001), ja haluaisin tehdä laitteen siten, että LMC7215:kin pysyisi mukana em. jännitealueella. Voisin käyttää LDO regulaattoria, mutta sepä ei toimi, jos jännite on 5V. Onko ehdotuksia? Kytkentä vie virtaa alle 2uA, joten jännitteenrajoittimen tulisi viedä sama tai vähemmän… Joku zeneriviritys? Jotain muuta? Mieluiten jotain muuta kuin regu.

2

Pistitpä pahan. Mikä se käyttöjännite on? Jos mulla oli oikea datalehti edessä, niin 2-8V oli jännitealue.
Leikein hieman QUCSilla ja tuli tuollainen kuva.

Zeneri(D2) on 1N753 tuossa. Ja kyllähän tuo virtaa vie… D1 on laite joka ottaa tasaisesti 2µA Jos se ottaa enempi niin reilu 6V käyttöjännite saavutetaan myöhemmin. Lisäksi 2V käyttöjännite saavutetaan 5V sisääntulojännitteellä.

pikkupoweri.png
pikkupoweri.png999×669 103 KB

3

Olisiko helpompi vaihtaa tuo opari sellaiseen, joka sallisi korkeammat käyttöjännitteet?

4

Onko ehdottaa jotain mallia? Käsittääkseni lmc7215 ei ole tavallinen opari.

5

Hei!

Mihin tarkoitukseen opari on? Ihmisten on varmaan helpompi neuvoa jos tietää mitä tarkoitusta varten opari on kytkennässä? :slight_smile:

6

Käytän sitä 1hz oskillaattorina.

Kas tässä kytkentä, käytän suunnilleen samoja komponenttiarvoja.

discovercircuits.com/PDF-FILES/1HZOSC1.pdf

Oskillaattori kellottaa laskuria, joka antaa eri piirille pulssin noin
kerran vuorokaudessa: käytän laitetta antamaan hardware resetin
(=virrat pois/päälle) MCUlle. Hardcore watchdog siis.

EDIT

“Final” Solution: Mää luovutan, eli käytän kuitenkin regulaattoria jännitealueen
laajentamiseen. Oheinen 0,8 euron härpäke on helpossa kotelossa (TO-92) ja
antaa 30 mA ulos, lepovirta typ. 2.5uA. Syöttöjännite 5.4-24V (jos käytän 4.4V
regulaattorimallia, 6.0V jos käytän 5.0V ulos antavaa). Mitäpä sitä enää
pyörää keksimään…ja jännitealue on taatusti riittävä. Koko hoito vie virtaa
alle 5uA, joten sopii paristokäyttöisen MCU-laitteen reset boxiksi. Paristosyöttöni
on 6-7.2V pattereista riippuen.

Kiitos vastauksista.

farnell.com/datasheets/79203.pdf

-kari

7

Hei Kari!

Jos haluat päästä vain vaihtamalla oparia niin uskoisin että perusopari LM358 toimisi tässä kytkennässä ti.com/lit/ds/symlink/lm358a.pdf
Tälle on käyttisalue 3…32 volttia yksipuolisella käyttöjännitteellä, jolloin erillistä regulaattoria ei tarvitse. Tämä opari tosin ei ole ns. rail-to-rail eli täyteen käyttöjännitteeseen opari ei lähtöään pysty ohjaamaan, joten jos logiikkataso on vaikka 5 volttia niin pitäisi aika lähelle 5 volttia päästä resetin ohjaamisessa joka ei siis tällä onistu… Tosin sitten voi laittaa npn-transistorin ja ylösvetovastuksen ja ohjata sillä… Mutta juu, ilmeisesti olet tyydyttävän ratkaisun jo löytänyt niin eipä tästä sitten sen enempää :slight_smile:

8

Moi,

Voi olla, että kytkennän saisi tehtyä 358-oparilla, mutta oparin
käyttövirta on noin 0,5 - 1,2 milliampeeria, mikä on 1000 kertaa
enemmän kuin mitä LMC7215 vaatii… LMC pelittää aika tarkkaan
yhdellä mikroampeerilla, ja “olematon” virrankulutus on tässä
tapauksessa kriteerien kärjessä. En minäkään pidä regulaattorin
lisäämisestä kytkentään, mutta juuri tilaamani regut vievät
vain noin 2uA käyttövirtaa, joten kokonaisvirransyönti on jotain
reilusti alle 5uA.

9

Moi ankast,

Aivan, enpäs tiennyt että virrankulutus on prioriteetti numero 1 :wink: No hyvä kuitenkin että saat/sait asian ratkaistua!

10

Eikös tuo olis ollu helpoin toteuttaa 5V LDO regulaatorilla jolla syötä jännitteen koko höskälle (LMC7215, 4020 ja 4001) ja sekä sille MCU:lle?
Millasilla paristoilla siä meinasit ajaa tuota sitten?

11

Moi,

Päädyinkin loppuviimeksi regulaattoriin:

fi.farnell.com/holtek/ht7150a-1- … dp/1420874

Joka syöttää jännitteen koko “höskälle” :slight_smile:

Regulaattoria saa myös 3.0 ja 3.6 voltin versioina, minulla on “höskässä” tällä hetkellä
5 voltin rele (antiikkia?) jonka ehkä korvaan halvalla 3 voltin releellä (Futurlec, 0,60e / kpl).
Näin höskä toimisi 5-24V syöttöjännitteellä, jos tarpeen. 5 voltin regulla tarvitaan 6V syöttöjännite.

Rele siksi, että se on viitisen sekuntia vetäneenä kerran vuorokaudessa: katkaisee ja kytkee
MCU:lle virrat. Mulla on useampikin MCU-viritys, joista olisi hyvä katkaista powerit silloin
tällöin. Joo, resetin voi varmaan hoitaa tyylikkäämminkin, mutta “höskää” voi tarvittaessa
käyttää katkomaan muutakin kuin MCUn syöttöjännitettä. Ja tykkään releistä.

Paristona mulla on 4 x AA lithium, eli noin 7.2V. Toisessa versiossa paristosyöttö on 6V. Yhdessä
laitteessa taas 5V. Oleellista on, että “höskä” vie vain <5uA (releen vetoaikaa lukuunottamatta), ja sopii paristokäyttöisten laitteiden kylkeen. Voisi tämän varmaan toteuttaa toisinkin, mutta tämä sopii mun tarkoituksiini hyvin ja on halpa.

12

Mielenkiintoinen viritys varmasti!

Haluaisin esittää kuitenkin yhden tai kaksi kysymystä ihan mielenkiinnosta, eli miksi MCU-laitteista pitää katkaista sähkö ja jos ne pitää resetoida niin miksi ei ohjelmallisesti tehdä sitä? :slight_smile:

(Kysyvä ei tieltä eksy ;D)

13

Vastasin jo edellisessä, että en tee resetointia “tyylikkäästi” vaan raaka-Arska -menetelmällä.

a) MCU-laitteet, kuten muutkin monimutkaiset laitteet (tietokoneet, kännykät jne.) sekoavat aika ajoin ihan itsekseen. Miksi? Siksi että ne ovat vain laitteita, ja laitteisiin tulee virhetilanteita. Käsittämättömiä virheitä tulee aina, jopa lentokoneisiin ja ydinvoimaloihin. Sellaista laitetta ei ole keksittykään, joka ei joskus reistailisi.
b) Käyttämässäni 328p -piirissä on sisäänrakennettu watchdog, jolla voi tarkkailla ohjelmallisesti, että prosessori ei ole jumissa tai omilla teillään. Miksi en käytä sitä? No, ensinnäkin sovellukseni on sleep-tilassa 99,9 prosenttia ajasta. Watchdogin voisi varmasti toteuttaa jotenkin myös sleep-tilaa varten, mutta en viitsi nähdä vaivaa tutkia asiaa. Ja vaikka tutkisinkin, niin watchdog voisi olla itsessään sekaisin. Cold boot eli virrat pois/päälle on mielestäni varmin ja yksinkertaisin ratkaisu: startupin yhteydessä tutkin myös muiden laitteiden kuten esim. gsm-modeemin toiminnan (sekin voi olla omilla teillään), sekä esim. paristojen varaustilan. Halutessani saan myös kerran vuorokaudessa kuittauksen, että laitteisto on ok - jos kuittausta ei kuulu, niin täytyy käydä katsomassa. Laite ei siis ole minulla ihan “käden ulottuvilla”.

Varmaan näistä voidaan olla montaa mieltä, mutta minä luotan enemmän cold boottiin kuin ohjelmalliseen resetointiin. Kukin tavallaan.

14

Tietokoneet ovat ihan oikeasti jo satunnaislukugeneraattoreita. Niiden hallitseminen on mahdotonta.

Mikrokontrollerin voi hallita täydellisesti. Valitsemalla mahdollisimman pienen, mutta riittävän mikrokoiran, virittämällä ulkoiset reset piirin jossa on BOD ja kirjoittamalla ohjelman assemblerilla voidaan olettaa ohjelman olevan aina tunnetussa tilassa. Esimerkiksi VMLab on hyvä ohjelma koodin testipeiton tutkimiseen. C:llä tulee vielä tuntematonta tavaraa kääntäjästä. Käsin ohjatessa, jokainen kellosykli on käsissäsi.

Hommaa helpottaa tilakaavion piirto ja tutkimalla, että jokaisella ehdollisella hypyllä on järkevät molemmat tapahtumat. Ja se, että kontrolleri voi resetoitua kesken matkaa tarvitsee ottaa huomioon, ettei ole mitään oletuksia mikrokontrollerin ulkopuolisesta maailmasta.

Asiat ovat tehtävissä, ja oikein tehtyinä noihin voi luottaa kuin pässi sarviinsa. Mutta kukin tyylillään.

15

Keskustelu siirtyy filosofiselle puolelle :astonished: Joten spekuloidaanpa hieman.

USKON, että MCU:n voi hallita tietylle tasolle.

EN usko, että kokonaan. Jos ja kun MCU:ssa kulkee sähköä, niin laite voi mennä
selittämättömästi sekaisin. Shit happens - harvoin varmaan, mutta joskus.
JOS haluaisin toimintavarman laitteen, niin varmaan harkitsisin parin erillisen
MCUn kytkemistä keskusteluyhteyteen niin että ne kyttäävät toisiaan (vrt.
kahdennetut tietokoneet yms. “idioottivarmat” systeemit, jotka nekin crashaavat
kuitenkin toisinaan). Tilakaaviot, hyppyjen kaikki mahdolliset polut yms. analyysit
toimivat tietenkin siihen asti, kunnes kontrollerista pamahtaa jostain syystä pienen
pieni transistoriliitos jostain sen uumenista. Sitten ei toimikaan enää mikään.

LISÄKSI, sovellustani varten olisi hyvä nollata silloin tällöin myös gsm-modeemi. Senkin
PITÄISI toimia moitteetta maailman tappiin, mutta eipä toimi. Eikö kellään ole koskaan
katkennut matkapuhelimella soitettu puhelu jostain selittämättömästä syystä? Niinkään
ei nimittäin teoriassa koskaan tapahdu! Vaikka käytännössä älypuhelimet pätkivät
minkä kerkiää. Yksi malli oli niin hieno, että se jopa sammutti itsensä, kun
kyllästyi maailman melskeeseen…

VIELÄ, pidän ihan vaan fiiliksillä suhteellisen luotettavana ajastinta, jolla ei ole
mitään yhteyttä mikrokontrolleriin, siksi pätkin jännitteen releellä; jos olisi mahdollista, niin käyttäisin varmaan Bilteman kytkinkelloa, mieluiten sähkömekaanista mallia!

MYÖNNÄN AULIISTI, että ratkaisuni ei ole elegantti. Mutta se on halpa, todennäköisesti toimiva,
ja pystyn pitämään ohjelmakoodin yksinkertaisena ja helposti toisiin kontrollereihin
portattavana, kun koodiin ei tule laitekohtaisia muistipaikka-, rekisteri-, tilakaavio- yms.
tietoja, vaan koda on simppeliä C:ta.

Näin vanhempana pässinä minä en enää vuorenvarmasti luottaisi “sarviinikaan” :stuck_out_tongue:

16

On tietysti totta että mikään ei ole niin varmaa kuin epävarma, mutta kannattaako kuitenkaan olla skitsofreeninen laitteen sekaisin menon suhteen kun kyseessä ei varmastikaan ole mikään ‘henken lähtö lähellä’ -laite. Jos laite kerran vuodessa menisikin sekaisin, sou what? Hyvä softa resetoi itsensä ja palaa siihen paikkaan mikä inputit ja outputit huomioon ottaen on loogisin paikka jatkaa. Tai laite lähtee alusta tekemään juttuja, kuten tässä tapauksessa koska reset.

Jos ajatellaan tuolla tavalla, että mihinkään ei voi luottaa niin elektroniikkahässäkkä on ihan yhtä luotettava kuin sitä poweroiva virtalähdekin. Virtalähde puolestaan yhtä luotettava kuin sähköverkkokin ja sähköverkko yhtä luotettava kuin sähkölaitoskin, missä puolestaan on vikaantuneisuuden mahdollisuuksia myös…

Järkevämpää on mielestäni pohtia sitä, mitä tapahtuu jos laite sekoaa ja onko siitä haittaa kuin että pyrkiä estämään kaikki maailman mahdolliset vikatilanteet meteoriittien törmäyksistä ilmaston lämpenemiseen ja siltä väliltä :smiley:

Mielestäni sinulla on hauskan epäileväinen suhde em. laitteisiin :smiley:

Toivottavasti postini ei ole loukkaavaa, sillä sellaiseksi se ei ole tarkoitettu :slight_smile:

17

Moi,

Postisi ei missään nimessä ole loukkaavaa, en mä näitä kuolemanvakavasti ota :open_mouth:

Sitäpaitsi: laite toimii paristolla, enhän mää mihinkään sähköverkkoon luota!! :stuck_out_tongue: :stuck_out_tongue:

18

:smiley: :smiley: jotenkin arvasin :stuck_out_tongue: