ATNEL tech-forum

Re: Konwerter napięć 3.3V do 3V

2017-01-28T21:58:09+01:00

Witam Panowie dziękuję za ożywioną dyskusję w temacie

Ogólnie do zadania tego pytania skłonił mnie niski poziom, a właściwie różnica napięć między układami i wątpliwość

Czy przy tak małych różnicach napięć konwerter będzie działał - i to właściwie moje główne pytanie

Może trochę szczegółów

Moje urządzenie zasilam z 1 lion-a i bezpośrednio z niego wychodzę na stabilizator 3V i z niego zasilam procesor i inne peryferia.
Niestety muszę podłączyć czujnik który zasilam z 5V a wyjścia UART są w standardzie 3.3V (to wynika z budowy czujnika), więc stosuję do niego booster
notabene chyba nawet z tej samej rodziny tylko o mniejszym prądzie co stosuje nasz Mirek , czyli nawet jak bateria będzie rozładowana krytycznie to zawsze na wyjściu będzie 5V na zasilaniu czujnika, a na wyjściach UART 3.3V, ładowarka w układzie może ładować akumulator od kiedy napięcie na nim wynosi 3.2V lub mniej, a stabilizator LDO mam tak dobrany, że spadek wynosi na nim typowo 0,2V
Układy zasilane ze stabilizatora mogą pracować nawet na napięciu 2.7V i niestanowi to problemu tylko tyle, że przy takich napięciach popsuje już akumulator

Docelowo układ przy napięciu na akumulatorze 3.2V już nie będzie pracował i wyłączy wszystko co może

Zastanawiam się jeszcze nad jednym bo wyszło mi że lepiej użyć ARM-a i jak tam jest czy tam już można pominąć konwersje napięć, bo na początku mamy napisany zakres napięć zasilających około 3V a potem, że wszystkie wejścia tolerujące 5V to znaczy że w tym przypadku nie musiał bym stosować konwertera przy zasilaniu z 3V?
Ewentualnie czy w ARM-ach występuje zjawisko jak w AVR gdzie błąd transmisji zależy od zastosowanego zegara bo obawiam się tego, a z tego co wiem można wybierać częstotliwości taktowania do danego peryferia przez pleskalery

Dlaczego takie napięcie? bo chciałbym zrobić sobie układ low power i chyba jak każdy chciałbym aby urządzenie działało długo bez ładowania.
W trybie czuwania pobór prądu szacuję na około 40mA w tym większość na świecenie lampek a w trybie pełnego działania około 150mA

Dziękuję Panowie za bardzo cenne uwagi ponieważ wydawało mi się że misternie przemyślałem układ a tu wychodzą "subtelności elektroniki"

Statystyki: Napisane przez stachu — 28 sty 2017, o 21:58

Re: Konwerter napięć 3.3V do 3V

2017-01-28T19:40:20+01:00

squeez napisał(a):

Jeśli dobrze kojarzę to pin RESET nie ma diody podciągającej do VCC, chyba nawet Atmel zaleca jej dodawanie, a wewnętrzny pull-up faktycznie może mieć znaczenie.

Nie ma bo przy programowaniu równoległym leci na niego +12V

Statystyki: Napisane przez Nefarious19 — 28 sty 2017, o 19:40

Re: Konwerter napięć 3.3V do 3V

2017-01-28T12:05:46+01:00

Weak - 1. słaby 2. kiepski, nieprzekonujący - tyle słownik. Po lekturze noty, nieśmiało zabieram głos w wątku. Słabością pinu nie są diody zabezpieczające, tylko sprzętowy pull up tego właśnie pinu. I (ośmielę się powiedzieć) możliwe jest zasilanie procka napięciem panującym na pinie reset/ adc3/ ... przez sumę przewodności diody i pull-up.

Statystyki: Napisane przez Wirnick — 28 sty 2017, o 12:05

Re: Konwerter napięć 3.3V do 3V

2017-01-28T10:27:32+01:00

To ja, ten niepokorny...

Znowu pewnie komuś podpadnę, ale jednak jestem zmuszony przyznać koledze Nefarious19 rację (no może jednak nie tak całkiem we wszystkim ).

Zacznę od wytłumaczenia się.

Nefarious19 napisał(a):

A w którym ja momencie napisałem że dioda ma taką charakterystykę?

No właśnie tak zrozumiałem Twój opis na schemacie. Moim zdaniem sugerował, że powyżej napięcia 0,5V dioda przewodzi, a poniżej wcale nie przewodzi ("prąd nie popłynie"). Może po prostu źle to zrozumiałem, ale uznałem że coś tu jest nie tak, bo przecież dioda nie zaczyna przewodzić tak nagle. Ponadto napięcie przewodzenia jest różne dla różnych diod, w takim razie może też być różne dla różnych modeli mikrokontrolerów, więc skąd ta (sztywna) granica 0,5V?

Wiem, to był zapewne taki skrót myślowy, bez wdawania się w szczegóły, a ja potraktowałem go zbyt dosłownie (lub uznałem, że tak to mogą potraktować inni czytelnicy forum), ale od tego zaczęły się moje rozważania teoretyczne. Teoretyczne, bo nigdy wcześniej nie miałem potrzeby sprawdzać dokładnie, jaka jest dokładna charakterystyka prądowo-napięciowa tych diod, kierowałem się raczej ogólnym wizerunkiem krzywej ją wyznaczającej.

Postanowiłem jednak zbadać temat, bo uznałem, że w erze procesorów na coraz niższe napięcia i zasilanych bateryjnie tak wiedza może być użyteczna również dla mnie w przyszłości. Problemem było to, że w przypadku urządzeń zasilanych bateryjnie, gdzie stosuje się często rożne tryby uśpienia, "worst case" to prądy poboru poniżej 1uA, więc zabrakło wystarczająco czułej aparatury. Z tego powodu musiałem to przetestować trochę bardziej "domowymi sposobami". Nie będę tu wnikał w szczegóły testów, jednak wykazały one, że faktycznie przy różnicy potencjałów 0,3V prąd (jeśli płynie to) będzie najprawdopodobniej pomijalnie mały, nawet w odniesieniu do poboru Atmega328 w trybie Power-down.

Niemniej należy pamiętać, że 0,3V jest niebezpiecznie blisko granicy, gdzie prąd może zacząc gwałtownie rosnąć, a przecież napięcie baterii spada z biegiem czasu (różnica potencjałów rośnie), więc i tak zalecałbym ostrożność, zgodnie z tym, co napisałem wcześniej.

Przepraszam Cię kolego Nefarious19. Nie było moim zamiarem Ciebie atakować, czy też zdyskredytować. Ja już tak mam, że jestem czasami zbyt drobiazgowy, zbyt dociekliwy, zbyt ostrożny... Jeśli jednak wskazuję na słabe punkty w jakiejś tezie, to nie dlatego, żeby komuś dopiec, ale żeby zwrócić uwagę na aspekty, które moim zdaniem mogą (przynajmniej w szczególnych okolicznościach) mieć kluczowe znaczenie, czy też stanowić jakiś problem lub zagrożenie.

Pozdrawiam

Statystyki: Napisane przez andrews — 28 sty 2017, o 10:27

Re: Konwerter napięć 3.3V do 3V

2017-01-27T19:29:49+01:00

Quote:

Całe szczęście że odkryłem to zanim zbudowałem układ docelowy...

No mi też ze dwa procki poszły przez to do krainy wiecznych łowów

Statystyki: Napisane przez mirekk36 — 27 sty 2017, o 19:29

Re: Konwerter napięć 3.3V do 3V

2017-01-27T19:14:12+01:00

mirekk36 napisał(a):

The reset pin can also be used as a (weak) I/O pin.

Ja również już "potknąłem" się o weak pinu reset tyle że procesorka attiny13. Przy projektowaniu układu brakowało mi jednego pinu i postanowiłem wykorzystać pin reset i dla testu do wszystkich możliwych pinów miałem podpięte diody i zapuszczony efekt knightridera - tak dla sprawdzenia czy reset faktycznie działa jako zwykły pin. I tu zdziwko bo jedna dioda słabiutko świeci - właśnie nieszczęsny weak reset. Chyba z 5 sztuk attiny13 przetestowałem zanim doczytałem w nocie.
Całe szczęście że odkryłem to zanim zbudowałem układ docelowy...

Statystyki: Napisane przez xentis — 27 sty 2017, o 19:14

Re: Konwerter napięć 3.3V do 3V

2017-01-27T14:03:27+01:00

Nefarious19 napisał(a):

A w którym ja momencie napisałem że dioda ma taką charakterystykę? przy prądzie 500uA dioda w avrach ma 0.6V spadku napięcia. Wiem bo testowałem. dla porównania diody 1n4148 mają około 500mV przy tym samym prądzie... więc nie zgodzę się żeby przy 0.3V diody te przewodziły jakiś znaczący prąd nawet dla zasilania bateryjnego.

Na początek powiem, że ja sobie zawsze cenię również twoje podpowiedzi na forum szczególnie z analogówki bo ja tu jestem cienki ... ale w tym wypadku powiem szczerze, że te diody BĘDĄ na 100% brały udział w zasilaniu całego układu - też testowałem ... Więc kolega andrews podpowiedział jak mi się wydaje tutaj MEGA CENNE UWAGI w tym zakresie.

Nawet teraz mam taki efekt w przetworniczkach DIGI-LION, że jeśli nie zrobimy separacji na liniach TX albo LIRQ z przetwornicy - to okazuje się, że stan wysoki na tych liniach pochodzący z wyjść układu ATtiny10 w przetwornicy - potrafi nam ładnie podawać zasilanie na cały zestaw ATB ... oczywiście z uwagi na rezystancje po drodze - napięcie spada drastycznie z tych ok 3V do ok 1,5V ale to BARDZO niepożądany efekt ... Gdy na wyjściu TX ustawię stan niski to oczywiście napięcie to zmniejsza się do zera. Gorzej jest z linią LIRQ bo tu ciekawostka - jest ona wyjściem ale z pinu RST procka ATtiny10 , który ma za pomocą Fusebitu odłączyny RST i pin zachowuje się jako niby zwykły port IO

dlaczego użyłem słówka "niby" .... ano dlatego że tu straciłem troszkę włosów na głowie - i dopiero jak zwykle nota PDF wyjaśniła przyczynę wyrwania sobie włosów. Do tej pory bowiem bazowałem na tym jak to jest z tym pinem we wszystkich innych prockach ATmega czy ATtiny .... aż tu zaglądam w końcu do noty PDF ATtiny10 i oczom nie wierzę

okazuje się, że w przypadku tego procka mamy takie oto zdanie

The reset pin can also be used as a (weak) I/O pin.

..... kuźwa ! jakieś kocie "weak" ... no więc szybko na koniec noty do wykresów i szczęka opadła ... ot polecam tę ciekawostkę wszystkim bo można zęby zjeść na tym tak jak to wszyscy zjadają np zęby przy starym procku m128 zapominając np o fusebicie M103 albo że piny MOSI i MISO z ISP nie są tam gdzie się wydaje że mają być tylko na liniach Rx i Tx

koniec końców musieliśmy nieźle końbinować z całością bo brak pinów itp ... ale nadal pozostał problem tyle że mniejszy niż z TX bo w końcu można powiedzieć, że zdecydowałem się wykorzystać ten kocie "weak" żeby pracował "dla mnie" chociaż troszkę - efekt jest taki, że wysoki stan na pinie TX w trakcie uśpienia powoduje wprawdzie zasilanie zestawu ATB ale już nie napięciem 1,5V tylko spada to to ok 0,8-0,9V ... co oczywiście nadal jest "niśt gut" ale jest

tzn cały czas mówię o "bez separacji"

w efekcie końcowym - mierzyłem również prąd jaki sobie pływał przez te diodki na wejściu portów i wcale nie był malutki - co więcej - następuje wtedy ssanko z baterii ... Naturalnie do testów i tak na prawdę w zestawie ATB szczególnie gdy nie chodzi o usypanie procka i gdy nie są wciąż podłączone te linie - to nie ma żadnego problemu.

Ale teoretyczny dla układów docelowych jest - pewnie jeszcze będę nad tym pracował

mówię Wam - pamiętajcie o kocim "weak" na pinie RESET gdy ma być zwykłym I/O .... bo się można przejechać nie planujcie np z niego migać sobie diodą LED bo będzie zdziwko

Statystyki: Napisane przez mirekk36 — 27 sty 2017, o 14:03

Re: Konwerter napięć 3.3V do 3V

2017-01-27T13:29:33+01:00

andrews napisał(a):

Przepraszam, że się do końca nie zgodzę, ale według mojej wiedzy charakterystyka prądowo-napięciowa diody jest nieliniowa i raczej nie ma kątów prostych.

Statystyki: Napisane przez Nefarious19 — 27 sty 2017, o 13:29

Re: Konwerter napięć 3.3V do 3V

2017-01-27T13:13:48+01:00

andrews napisał(a):

Pewnie powiesz, że jestem "czepialski" , ale ja tylko chciałem zwrócić uwagę (czy może przypomnieć), że taki konwerter nie musi sprawdzić się we wszystkich przypadkach,

Wcale nie powiem że jesteś czepialski bo masz 100% RACJI ... ja też podpowiadając "na szybko" rozwiązania nie twierdzę, że one są ZAWSZE i do WSZYSTKIEGO - to byłoby bez sensu. Patrzę jednak na pytania - i jeśli ktoś zadaje je w taki sposób, że widać, że to jest początkująca osoba to podejrzewam TYPOWY problem gdzie najczęściej tego typu konwerter pomoże w 90% przypadków

ale ....

andrews napisał(a):

Zgadza się, przy założeniu, że pewne pogorszenie stromości zboczy czy też zmniejszenie maksymalnej częstotliwości nie jest w danym przypadku problemem.

Oczywiście tylko przy jakiej częstotliwości ... kolega zakłada od razu ... rzekłbym NAJGORSZE ... że zaraz będzie mowa o częstotliwości MHz albo GHz i nie wiadomo jak zaawansowane układy ... a ja tego nie zakładam po takim pytaniu i jeśli autor powie co ma na myśli to zobaczymy w czym rzecz

Układ na mosfeciku (jestem w trakcie przygotowywania poradnika wideo na ten temat) IDEALNIE się sprawdzić - podkreślam IDEALNIE np przy

konwersji napięć i transmisjach danych na I2C NAWET przy SCK=400 kHz a nawet więcej, i NAWET przy sporej różnicy napięć po dwóch stronach np +5V a po drugiej 2,5V ... oczywiście zakładając - że po stronie 2,5V zmniejszymy drastycznie rezystory np z typowych 10K do nawet 2,2K albo i 1,2K .... Przy napięciu 1,8V nawet do kilkuset omów

Naturalnie, że lepiej użyć scalaków i poprawnie je dobrać ... ale ... jeśli nie mamy ich pod ręką to układzik z mosfetem wydaje się być IDEALNYM rozwiązaniem w porównaniu np chociażby do rezystora w szereg z diodą zenera - co niektórzy stosują, albo do zwykłych dzielników rezystorowych bo wtedy rzeczywiście jeśli chodzi po pogorszenie zboczy to mamy przysłowiową "MANIANĘ" nawet przy biednych 400 kHz albo i nawet przy 100 kHz

Podsumowując - bo piszesz troszkę pewnie niejasno dla wielu początkujących stosując określenie że

andrews napisał(a):

bo to jednak nie to samo co wyjście push-pull.

Nawet jak ktoś sobie znajdzie jakieś tłumaczenie to i tak nie wie do końca w czym rzecz .... Tymczasem push-pull to sytuacja gdy wymagany jest np większy prąd podciągania który - co zrozumiałe jest DUŻO mniejszy gdy stosujemy wymuszanie stanu wysokiego przez rezystory na liniach ... przez co też co oczywiste i zbocza nam zaczynają się miziać

ale ... jak mówię - np magistrala I2C i tak jest typu OC (Open Collector czy tam Open Drain) ... więc w tym przypadku to już magistralę czochra silny push-pull - tak mi się wydaje - ale mogę się mylić bo sam się tego wciąż tylko uczę ale staram się zrozumieć do końca

Tak więc proszę nie traktować - że jak podpowiadam jakieś rozwiązanie w takim enigmatycznym z kolei pytaniu, to że to oznacza - że podaję LEK NA WSZYSTKO rozwiązanie na KAŻDY przypadek

Statystyki: Napisane przez mirekk36 — 27 sty 2017, o 13:13

Re: Konwerter napięć 3.3V do 3V

2017-01-27T12:48:37+01:00

mirekk36 napisał(a):

Dlatego wystarczy JEDEN prosty tranzystorek N-MOSFECIK i po zawodach

Zgadza się, przy założeniu, że pewne pogorszenie stromości zboczy czy też zmniejszenie maksymalnej częstotliwości nie jest w danym przypadku problemem.

Nie zrozum mnie źle, ja nie krytykuję rozwiązania ani nie mówię o tym konkretnym przypadku, bo autor nawet nie podał szczegółów. Pewnie powiesz, że jestem "czepialski" , ale ja tylko chciałem zwrócić uwagę (czy może przypomnieć), że taki konwerter nie musi sprawdzić się we wszystkich przypadkach, bo to jednak nie to samo co wyjście push-pull.

Statystyki: Napisane przez andrews — 27 sty 2017, o 12:48

Re: Konwerter napięć 3.3V do 3V

2017-01-27T12:06:06+01:00

Dlatego wystarczy JEDEN prosty tranzystorek N-MOSFECIK i po zawodach

Statystyki: Napisane przez mirekk36 — 27 sty 2017, o 12:06

Re: Konwerter napięć 3.3V do 3V

2017-01-27T10:39:14+01:00

Przepraszam, że się do końca nie zgodzę, ale według mojej wiedzy charakterystyka prądowo-napięciowa diody jest nieliniowa i raczej nie ma kątów prostych. Przy różnicy potencjałów 0,3V prąd będzie pewnie nieduży, ale jakiś tam będzie. Nie wiadomo dokładnie jaki, bo producent raczej nie podaje szczegółowych parametrów (poza tym te diody zabezpieczające mogą mieć spory rozrzut), ale biorąc pod uwagę zasilanie bateryjne, należy liczyć się z tym, że pobór prądu przez urządzenie będzie też raczej nieduży. Jeśli prąd diody w przypadku stanu wysokiego na wejściu (lub suma z kilku wejść) będzie nieco większy niż pobór prądu przez układ, to w efekcie zapewne nastąpi doładowywanie baterii i wzrost napięcia zasilającego. Niekoniecznie muszą to być zjawiska pożądane.

Można ewentualnie zrobić eksperyment. Zasilić układ z 3V i podłączyć miliamperomierz pomiędzy napięcie 3,3V a pin (ustawiony jako wejście) i sprawdzić czy płynie tam prąd i ewentualnie jakiego rzędu, oczywiście sprawdzając jednocześnie, czy nie wzrasta wartość napięcia 3V.

Myślę, że jeśli chodzi o poziomy logiczne, nie powinno być problemu, ale dobrze byłoby wziąć po uwagę to, co opisałem. Dodatkowo należałoby uwzględnić fakt, że napięcie baterii nie zawsze będzie równe 3V. Jak spadnie to różnica napięć wzrośnie.

Statystyki: Napisane przez andrews — 27 sty 2017, o 10:39

Re: Konwerter napięć 3.3V do 3V

2017-01-27T08:20:37+01:00

Moim zdaniem nie potrzebne Ci to. Diody które odprowadzają ładunki elektrostatyczne przewodzą od 0.5-06V (nieprzekraczalne dla złącza p-n standardowego) więc nie masz się czym martwić jeżeli masz 0.3V różnicy

------------------------ [ Dodano po: 8 minutach ]

Statystyki: Napisane przez Nefarious19 — 27 sty 2017, o 08:20

Konwerter napięć 3.3V do 3V

2017-01-27T00:41:16+01:00

Witam

Robię sobie układ gdzie muszę zasilać układ z 3V zasilanie bateryjne itp. wykorzystuję atmegę 328
Jedno z urządzeń mam z interfejsem na napięcie 3.3V

Różnica napięć i nie jest duża, wydaje mi się w tym przypadku konwerter na fecie nie zadziała ponieważ jest za mała różnica napięć.

Czy jest jakiś sprawdzony sposób?

Przeszukując PDF

http://www.atmel.com/images/Atmel-8271- ... mplete.pdf

na stronie 482 znalazłem wykres dla atmegi 328 o nazwie "I/O PIN INPUT HYSTERESIS vs. VCC" jeśli dobrze zrozumiałem wykres wskazuje jaka może być maksymalna histereza dla poziomu logicznego na pinie w stosunku do napięcia zasilania.

Jeśli dobrze kombinuję to wynosi ponad 0,3V czyli napięcie na pinie przy zasilaniu 3V może wynosić 3.3V do 2.7V czyli bez konwertera poziomów logicznych powinno działać

Czy mógłbym prosić o potwierdzenie lub zaprzeczenie mojej teorii?

Pozdrawiam

Statystyki: Napisane przez stachu — 27 sty 2017, o 00:41