ATNEL tech-forum
https://forum.atnel.pl/

Zasilanie STM32
https://forum.atnel.pl/topic23423.html
Strona 1 z 1

Autor:  wonsz [ 9 lis 2020, o 22:20 ]
Tytuł:  Zasilanie STM32

Chciałbym zasilać swój układ bateriami i się zastanawiam nad najlepszym rozwiązaniem, nie potrzebuję dużej wydajności prądowej, wszystko będzie głównie spać i przebudzać się co jakiś czas.
Najbardziej prądożerne w układzie będzie sterowanie cewek przekaźnika (bistabilny), które pobierają 30 mA (podałem dla wersji 4.5V bo taką póki co sprawdzałem) przez kilkadziesiąt milisekund, a reszta logiki to kilka przycisków i transmisja.
Dlatego zakładam tak, żeby łącznie źródło mogło dać z siebie w najgorszych warunkach 250 mA, takie inżynierskie zarzucenie na wyrost oraz po to, żeby w przyszłości nie zmieniać PCB, jeśli będę chciał coś dodać.

W tym momencie się zastanawiam nad trzema wariantami:
a) 3x bateria AA,
b) 1x bateria 9 V,
c) ogniwo 3,7 V.

Wariant a) wyobrażam sobie to tak, że dobieram jakąś przetwornicę buck do zasilania procesora, może nawet niesamowicie nisko, żeby zaoszczędzić jak najwięcej energii, a sam przekaźnik dobieram tak, aby sterować jego cewkami bezpośrednio z napięcia zasilania, z baterii, sprzed przetwornicy. Napięcie sterowania cewkami dobieram tak żeby w momencie rozładowywania się baterii a co za tym idzie spadku napięcia na nich wciąż umożliwiały przełączenie przekaźnika. Czy wszystko jest okej, zgodnie ze sztuką?

Wariant b) wyobrażam sobie podobnie jak wariant a), przy czym dobieram przekaźnik z cewkami załączonymi wyższym napięciem względem wariantu a).

Wariant c) różni się od a) i b) tylko tym, że musiałbym dodać na schemacie dodatkowe złącze do ładowania akumulatora.

Pisząc to w tym momencie najbardziej jestem nastawiony na wariant b), a dlaczego?
Dlatego, że z tak wysokiego napięcia przełączanie cewek przekaźnika będzie bardzo proste, a dodatkowo na rynku jest więcej przetwornic step-down, z napięciem wejściowym 9 V niż 4,5V (3xAA).

Wariant c) wydaję mi się najbardziej ekskluzywny, ale nie wiem czy to takie akumulatory to raczej nie są przeznaczone do zastosowań raczej nastawionych na ładowanie oraz wyższe prądy (tak wiem, są też takie z mniejszym natężeniem).

Nie jest produkcja seryjna, a raczej prototyp urządzenia (regulator pokojowy z małym wyświetlaczem) więc cena nie musi być wyżyłowana.

Co byście użyli? :)

Autor:  Jarecki [ 10 lis 2020, o 10:38 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

Cześć, nie wiem czy dobrze rozumiem ale planujesz żeby przetwornica buck była cały czas włączona? Nie jest to optymalne rozwiązanie jeśli chodzi o zużycie energii.
Osobiście zrobiłbym 2x bateria AA i mikrokontroler zasilany bezpośrednio z baterii (STM32L0 napiecie zailania od 1,8...3,6V) a do przekaźnika jakiś boost np. MCP1640 i podbijanie do 5V.

Procek śpi, przetwornica wyłączona i zużycie baterii minimalne. Tak bym to widział ;)

Autor:  Draxter32 [ 10 lis 2020, o 11:25 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

wonsz napisał(a):
Wariant c) wydaję mi się najbardziej ekskluzywny, ale nie wiem czy to takie akumulatory to raczej nie są przeznaczone do zastosowań raczej nastawionych na ładowanie oraz wyższe prądy (tak wiem, są też takie z mniejszym natężeniem).


Niekoniecznie. Dostępne są na rynku baterie o bardzo długiej żywotności (10-20 lat, 1%/rok samorozładowanie). Bardzo wysoka gęstość energii, napięcie 3.6V, sprawiają, że świetnie nadają się do zastosowanie przy tego typu projektach. Wspomniane baterie Li-SoCl2 (Llitowo-chlorkowo-tionylowe) posiadają szeroki zakres temp. pracy.

Autor:  wonsz [ 10 lis 2020, o 18:00 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

Ach, czyli w tę stronę.
Zamierzam użyć procka STM32 G071CB, wspiera zasilanie od 1.7 do 3.6 V.
Idealne napięcie jakie podał Draxter.

Biorąc pod uwagę Wasze wskazówki lepiej usypiać cały układ, a w razie potrzeby przy budzeniu odpalać przetwornicę boost.
Po obudzeniu sprawdza czy jest konieczne zmiana stanu cewki przekaźnika, wykonuje pomiar temperatury.
Dodatkowo będzie jakiś prosty wyświetlacz, który ma być uruchamiany w momencie naciśnięcia na panelu regulatora.

Mogę tutaj wkleić schemat czy zakładać nowy temat?

Autor:  Jarecki [ 12 lis 2020, o 10:26 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

Pewnie, wklej

Autor:  wonsz [ 12 lis 2020, o 22:23 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

Jeszcze się zastanawiam nad przerobieniem i wyświetlacza i przekaźnika na napięcie zbliżone do 3.7 V, ale póki co mam takie coś.
...albo ewentualnie przetwornicę zrobić na PCB tylko szukam takiej z dobrą notą, żeby było wytłumaczone co i jak dobrać żeby uzyskać te 5 V na wyjściu z 3.7 V na wejściu i miała ~ 500 mA.

VDD +BAT są zwierany do siebie zworką na tym złączu. Wrzucam PDF bo tak chyba prościej to opanować mi się wydaję.

Wyjść GPIO jeszcze nie zostały przyporządkowane.

Autor:  Jarecki [ 13 lis 2020, o 08:16 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

Obok stabilizatora jest mosfet, po co ma zwierać +BATT do GND?

Autor:  wonsz [ 13 lis 2020, o 09:02 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

Oj, chyba się zapędziłem jak to wczoraj układałem na schemacie, przepraszam.
Dren do +BATT, ale źródło tego MOSFETA powinno być podłączone do VIN tej przetwornicy, a wtedy za pomocą MCU uruchamianie sygnałem EN_5V. Wieczorem to poprawię.

Mam małe pytanie czy powinno się wymuszać na wejściu VIN potencjał masy przez podciągnięcie do GND rezystora na źródle? (W sytuacji gdy chcę wyłączyć tę przetwornicę).

Autor:  wonsz [ 13 lis 2020, o 23:25 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

Miało być tak.

Autor:  wonsz [ 14 lis 2020, o 09:36 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

Zmieniłem uruchamianie podświetlenia wyświetlacza.

Autor:  wonsz [ 14 lis 2020, o 21:57 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

Poprawiłem kilka rzeczy :)

Autor:  Tom92 [ 15 lis 2020, o 20:16 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

Mam takie pytanie, bo wszędzie masz N-mosfeta, a np. przy zasilaniu nie powinien być P-mosfet?

Autor:  wonsz [ 15 lis 2020, o 22:07 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

Chodzi Ci tam przy przetwornicy? P-mosfet żeby nie uruchamiać 5 V wtedy gdy na GPIO MCU jest nieustalony stan? Do tego używam tego rezystora pull-down do GND.

Czemu lepiej dać P-mosfet? Elektronik ze mnie słaby, jestem programistą.

Autor:  Tom92 [ 16 lis 2020, o 08:51 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

Tak o to mi chodzi. Ja sie nauczyłem, że tranzystory mosfet z kanałem typu N, włącza się pomiędzy masę a obciążenie. To pozwala kontrolerowi bramki tego tranzystora operować na napięciach odniesionych do masy (tzw. low-side). Natomiast mosfet z kanałem P włącza się pomiędzy obciążeniem a dodatnią linią zasilającą, wtedy steruje się go napięciem ujemnym względem zasilania (tzw. high-side). Ja tak zawsze podłączam mosfety, ale nie wiem czy to jest twarda reguła i tylko tak się je stosuje, jeśli się myle to proszę mnie poprawić.

Autor:  wonsz [ 16 lis 2020, o 12:31 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

Zdaję się, że masz rację, dzięki.

Jeśli biorąc pod uwagę to że VGS to napięcie między bramką a źródłem to trochę chyba się pomyliłem jeśli chciałbym go tak załączać :P


https://www.electronics-tutorials.ws/pl ... cznik.html

Autor:  nick_czemnik [ 18 lis 2020, o 10:14 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

Tom92 napisał(a):
Ja tak zawsze podłączam mosfety, ale nie wiem czy to jest twarda reguła


nie jest to twarda reguła i można używać N-MOSFETa jako High-side switch ale wtedy potrzebny jest jakiś układ bootstrapowy, ewentualnie dodatkowe zasilanie z "masą" na źródle mosfeta po to by mieć w zanadrzu cały czas napięcie wyższe od napięcia na źródle by móc odpowiednio wysterować bramkę. Do sterowania używa się specjalizowanych driverów którę przesuwają poziomy logiczne wejściowe na odpowiedni potencjał. Spójrz sobie np w notę IR2117 który nadaje się raczej do układów impulowych lub do noty MIC5018 który posiada wbudowaną pompę ładunku i może sterować Mosfetami z kanałem typu N. Zaletą tego typu rozwiązania jest ich elegancja i bardzo dobre parametry. Wadą nieco większy koszt.

A co do tematu to najlepiej uzyć P-MOSFETa logic-level i sterować stanem niskim.

Autor:  Tom92 [ 18 lis 2020, o 16:34 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

nick_czemnik dzięki za poprawę i wyczerpujące wyjaśnienie, dowiedziałem się czegoś nowego ;)

Autor:  wonsz [ 19 lis 2020, o 22:28 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

nick_czemnik i Tom92, o tak to powinno być podłączone? :)
Obrazek

Autor:  nick_czemnik [ 20 lis 2020, o 15:18 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

ile wynosi twoje napięcie VDD a ile ma napięcie na pinie sterującym w stanie wysokim?

Autor:  wonsz [ 20 lis 2020, o 21:41 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

Tego https://kamami.pl/z-kanalem-typu-p/231026-ao3401.html Mosfeta zamierzam użyć, tak wiem na tym zrzucie jest pomyłka bo to inny MOSFET.
Napięcie VDD ma wartość 3,7 V.
Stan wysoki zbliżony do wartości VDD.
Nawet dla -2.5V byłoby okej jak patrzę w notę.

Autor:  nick_czemnik [ 22 lis 2020, o 15:53 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

Zrób taki układ:

Obrazek

wtedy nie ma znaczenia jakie napięcie jest bna pinie w stanie HIGH, byle byłoby wystarczające do wysterowania Q2. Zamiast NPN możesz użyć np BSS138, wtedy odchodzi rezystor na bazie.

Autor:  wonsz [ 22 lis 2020, o 19:51 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

W momencie gdy EN ma stan niski (może mieć albo po wystawieniu niskiego lub przez pull-down R3) to nic nie przewodzi, a wiec na bramce Q1 będzie potencjał VDD ze względu na rezystor R1, przez co Vgs będzie równe 0 V i Q1 nie przewodzi.

W momencie gdy EN ma stan wysoki to Q2 zaczyna przewodzić. Przez to że Q2 przewodzi to na bramce Q1 jest potencjał 0 V, a więc napięcie Vgs ma wartośc 0 - VDD V co oznacza, że Q1 też zaczyna przewodzić.

Wtedy V_OUT ma wartość VDD pomijając spadki na Q1 (RDS on).

Dobrze myślę?
Przekleić do siebie do bardzo łatwo, ale nauczysz się czegoś to już jest coś konkretniejszego.

Autor:  nick_czemnik [ 25 lis 2020, o 12:57 ]
Tytuł:  Re: Zasilanie STM32

Bardzo dobrze myślisz. Jedynie napięcie na bramce Q1 nie będzie równe zeru przy wysterowaniu Q2 a będzie miało wartość Vce w stanie nasycenia Q2. Co to jest Vce zostawiam do przeczytania w nocie ;)

Strona 1 z 1 Strefa czasowa: UTC + 1
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
https://www.phpbb.com/