Remontnouta.ru

ПК Ремонт техники
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Питание микроконтроллера. Как избежать ошибок

Питание микроконтроллера. Как избежать ошибок.

Сегодня поговорим о важности качественного питания микроконтроллеров. Многие новички в области электроники недооценивают эту тему, тратя часы или даже дни на выяснение того, когда и почему их схема перестала работать должным образом. Ищут ошибки в программах, переписывают код… А получается, что иногда всего одного конденсатора 100 нФ хватает и проблемы исчезают.

Способ 2 — питание Arduino через USB (5 В, 500 мА)

Плата Arduino может получать электропитание от порта USB, который должен быть подключен к стабилизированному источнику напряжения 5В или компьютеру. Выше мы уже писали, что ограничение для порта USB по току составляет 500 мА.

При подключении к питанию через порт USB входящее напряжение подаётся прямо на линию питания микроконтроллера 5В и при превышении его можно повредить.

На плате установлен автоматический предохранитель, который отключит порт USB от платы при потреблении более 500 мА до тех пор пока нагрузка не будет отключена. При этом работа вашей платы будет выглядеть как постоянная перезагрузка.

Если к плате Arduino одновременно подключены и порт USB и отдельный источник питания, то плата переключится на внешний источник если напряжение на нём больше 6-7 Вольт.

Информация Неисправность Прошивки Схемы Справочники Маркировка Корпуса Сокращения и аббревиатуры Частые вопросы Полезные ссылки

Справочная информация

Этот блок для тех, кто впервые попал на страницы нашего сайта. В форуме рассмотрены различные вопросы возникающие при ремонте бытовой и промышленной аппаратуры. Всю предоставленную информацию можно разбить на несколько пунктов:

  • Диагностика
  • Определение неисправности
  • Выбор метода ремонта
  • Поиск запчастей
  • Устранение дефекта
  • Настройка

Неисправности

Все неисправности по их проявлению можно разделить на два вида — стабильные и периодические. Наиболее часто рассматриваются следующие:

  • не включается
  • не корректно работает какой-то узел (блок)
  • периодически (иногда) что-то происходит

О прошивках

Большинство современной аппаратуры представляет из себя подобие программно-аппаратного комплекса. То есть, основной процессор управляет другими устройствами по программе, которая может находиться как в самом чипе процессора, так и в отдельных микросхемах памяти.

На сайте существуют разделы с прошивками (дампами памяти) для микросхем, либо для обновления ПО через интерфейсы типа USB.

Схемы аппаратуры

Начинающие ремонтники часто ищут принципиальные схемы, схемы соединений, пользовательские и сервисные инструкции. Это могут быть как отдельные платы (блоки питания, основные платы, панели), так и полные Service Manual-ы. На сайте они размещены в специально отведенных разделах и доступны к скачиванию гостям, либо после создания аккаунта:

    (запросы) (хранилище) (запросы) (запросы)

Справочники

На сайте Вы можете скачать справочную литературу по электронным компонентам (справочники, таблицу аналогов, SMD-кодировку элементов, и тд.).

Marking (маркировка) — обозначение на электронных компонентах

Современная элементная база стремится к миниатюрным размерам. Места на корпусе для нанесения маркировки не хватает. Поэтому, производители их маркируют СМД-кодами.

Читайте так же:
Искусственный интеллект картинки для презентации

Package (корпус) — вид корпуса электронного компонента

При создании запросов в определении точного названия (партномера) компонента, необходимо указывать не только его маркировку, но и тип корпуса. Наиболее распостранены:

  • DIP (Dual In Package) – корпус с двухрядным расположением контактов для монтажа в отверстия
  • SOT-89 — пластковый корпус для поверхностного монтажа
  • SOT-23 — миниатюрный пластиковый корпус для поверхностного монтажа
  • TO-220 — тип корпуса для монтажа (пайки) в отверстия
  • SOP (SOIC, SO) — миниатюрные корпуса для поверхностного монтажа (SMD)
  • TSOP (Thin Small Outline Package) – тонкий корпус с уменьшенным расстоянием между выводами
  • BGA (Ball Grid Array) — корпус для монтажа выводов на шарики из припоя

Краткие сокращения

При подаче информации, на форуме принято использование сокращений и аббревиатур, например:

СокращениеКраткое описание
LEDLight Emitting Diode — Светодиод (Светоизлучающий диод)
MOSFETMetal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor — Полевой транзистор с МОП структурой затвора
EEPROMElectrically Erasable Programmable Read-Only Memory — Электрически стираемая память
eMMCembedded Multimedia Memory Card — Встроенная мультимедийная карта памяти
LCDLiquid Crystal Display — Жидкокристаллический дисплей (экран)
SCLSerial Clock — Шина интерфейса I2C для передачи тактового сигнала
SDASerial Data — Шина интерфейса I2C для обмена данными
ICSPIn-Circuit Serial Programming – Протокол для внутрисхемного последовательного программирования
IIC, I2CInter-Integrated Circuit — Двухпроводный интерфейс обмена данными между микросхемами
PCBPrinted Circuit Board — Печатная плата
PWMPulse Width Modulation — Широтно-импульсная модуляция
SPISerial Peripheral Interface Protocol — Протокол последовательного периферийного интерфейса
USBUniversal Serial Bus — Универсальная последовательная шина
DMADirect Memory Access — Модуль для считывания и записи RAM без задействования процессора
ACAlternating Current — Переменный ток
DCDirect Current — Постоянный ток
FMFrequency Modulation — Частотная модуляция (ЧМ)
AFCAutomatic Frequency Control — Автоматическое управление частотой

Частые вопросы

После регистрации аккаунта на сайте Вы сможете опубликовать свой вопрос или отвечать в существующих темах. Участие абсолютно бесплатное.

Кто отвечает в форуме на вопросы ?

Ответ в тему Блок питания на PIC16F628A как и все другие советы публикуются всем сообществом. Большинство участников это профессиональные мастера по ремонту и специалисты в области электроники.

Как найти нужную информацию по форуму ?

Возможность поиска по всему сайту и файловому архиву появится после регистрации. В верхнем правом углу будет отображаться форма поиска по сайту.

По каким еще маркам можно спросить ?

По любым. Наиболее частые ответы по популярным брэндам — LG, Samsung, Philips, Toshiba, Sony, Panasonic, Xiaomi, Sharp, JVC, DEXP, TCL, Hisense, и многие другие в том числе китайские модели.

Какие еще файлы я смогу здесь скачать ?

При активном участии в форуме Вам будут доступны дополнительные файлы и разделы, которые не отображаются гостям — схемы, прошивки, справочники, методы и секреты ремонта, типовые неисправности, сервисная информация.

Читайте так же:
Болят уши от наушников больших

Полезные ссылки

Здесь просто полезные ссылки для мастеров. Ссылки периодически обновляемые, в зависимости от востребованности тем.

Применение [ править | править код ]

Использование в современном микроконтроллере достаточного мощного вычислительного устройства с широкими возможностями, построенного на одной микросхеме вместо целого набора, значительно снижает размеры, энергопотребление и стоимость построенных на его базе устройств.

Используются в управлении различными устройствами и их отдельными блоками:

  • в вычислительной технике: материнские платы, контроллеры дисководов жестких и гибких дисков, CD и DVD, калькуляторах;
  • электронике и разнообразных устройствах бытовой техники, в которой используется электронные системы управления — стиральных машинах, микроволновых печах, посудомоечных машинах, телефонах и современных приборах, различных роботах, системах «умный дом», и др..
  • устройства промышленной автоматики — от программируемого реле и встраиваемых систем до ПЛК, станками

В то время как 8-разрядные микропроцессоры общего назначения полностью вытеснены более производительными моделями, 8-разрядные микроконтроллеры продолжают широко использоваться. Это объясняется тем, что существует большое количество применений, в которых не требуется высокая производительность, но важна низкая стоимость. В то же время, есть микроконтроллеры, обладающие больши́ми вычислительными возможностями, например, цифровые сигнальные процессоры, применяющиеся для обработки большого потока данных в реальном времени (например, аудио-, видеопотоков).

Whistle1560

Возможно, ваш источник питания не имеет резистора для отвода воздуха. Поэкспериментируйте с шунтирующим резистором в диапазоне от 10 кОм до 1 М и посмотрите, как это улучшает этот медленный сейф после отключения питания. Обратите внимание на последовательность поставок в таблице данных, если она существует. Как упоминалось в предыдущем постере, вы можете заблокировать устройство при плохом включении или отключении питания.

Есть ли у вас входная сеть защиты на контактах питания ОК? Это должно быть стандартным, чтобы установить плавкий предохранитель, шунтирующий стабилитрон или телевизор, а также достаточную объемную и байпасную емкость.

Источник питания, который вы используете, может генерировать переходные пики, которые вы не видите, хотя неясно, есть ли у вас прицел или что-то в этом роде.

Блок питания для микроконтроллера

В сети Интернет присутствует огромное количество схем цифровых термометров, однако подавляющее большинство представленных схем питаются от сетевых блоков питания, что является абсурдным решением для такого мобильного устройства, как термометр, которым пользуются всего несколько раз в сутки.

Нет, я решил, что термометр должен быть мобильным, что б замерять температуру не только около розетки, а значит иметь батарейное питание. При этом батарейка должна быть всё же поменьше автомобильного свинцового аккумулятора, иначе смысл мобильности в термометре теряется. Хорошим бонусом была бы его экономичность, что б не менять батарейки каждую неделю. Вдобавок ко всему термометр должен быть простым, т.е. из доступных, и как можно более дешёвых компонентов.

Итак, основное отличие представленного цифрового термометра от аналогичных по функциям устройств – это батарейного питание от одной батарейки типа AAA и использование в схеме простого микроконтроллера (с малым количеством ног).

Читайте так же:
Бокс для роутера на стену

В качестве устройства отображения показания температуры выбор пал на дешёвый LCD типа 1602, совместимом с системой команд контроллера HD44780 (фирма Hitachi), который стал стандартом «де-факто» в любительской аппаратуре и на рынке цифробуквенных дисплеев. В последнее время китайские LCD типа 1602 заметно подешевели и их не сложно приобрести у китайцев по цене менее 100 рублей за штуку, что делает их весьма приятными при конструировании любительских устройств.

Воодушевившись успехом управления LCD дисплеем с помощью простого микроконтроллера ( см. простой автомобильный вольтметр ), я также решил сделать и термометр на простом микроконтроллере. Т.е. для управления LCD в схеме будет задействован сдвиговый регистр.

В качестве преобразователя постоянного напряжения с 1.5 Вольт до 5 Вольт (DC/DC) используется микросхема МАХ1674. Эта волшебная микросхема способна работать с КПД до 94 % при входном напряжении 0,7. 5,5 Вольт, отдавая в нагрузку ток, достигающий 1 А. Единственный «минус» микросхемы заключается в том, что она выпускается в компактном корпусе μMAX. Однако для меня это не оказалось проблемой, т.к. и плату под неё удалось вытравить с первого раза и запаять не составило проблем, несмотря на мой практически нулевой опыт пайки таких микросхем.

В качестве датчика температуры решено было использовать цифровой датчик DS18B20 в корпусе TO-92, управляемый по шине 1-wire. Датчик проверенный, хороший, удобный не требующий от микроконтроллера АЦП. Достаточно дать команду датчику и считать температуру. Корпус датчика TO-92 позволяет использовать его в качестве выносного. При соответствующей герметизации (термоусадка + герметик), датчиком с большим успехом можно измерять температуру жидких сред, например температуру воды в ванне перед купанием грудного ребёнка или температуру воды в морской бухте во время купального сезона 🙂

Для экономии заряда батареи в схеме применён современный электронный ключ, отключающий энергопитание всего устройства от батарейки.

Итак, схема устройства:

Схема устройства электрическая принципиальная

Основу термометра составляет простой и доступный микроконтроллер PIC12F629 фирмы MICROCHIP. Для управления ж/к дисплеем применяется сдвиговый регистр 74HC595A. Для облегчения разводки печатной платы в устройстве применён четырёхбитный режим отправки данных на ж/к дисплей.

При подборе элементов обвязки микросхемы преобразователя напряжения необходимо придерживаться рекомендаций из datasheet. Полярные конденсаторы должны быть танталовые, а катушка одна из рекомендуемых. Хотя катушку я впаял из тех, что удалось найти в магазинах.

Электронный ключ, отключающий питание после 30 секунд непрерывного измерения температуры, представляет собой N-канальный MOSFET миниатюрных размеров (корпус Micro6). Это не единственный миниатюрный MOSFET с управлением затвора логическим уровнем, но он мне подвернулся под руку. Оказалось у него очень низкое сопротивление канала, да к тому же стоит совсем недорого. В качестве замены IRLMS2002 вполне подойдёт IRLML2803 или IRLML2402. Правда корпуса у них другие, поэтому придётся немного подправить разводку платы.

Читайте так же:
Голубой экран на ноутбуке без надписей

Цифровой датчик DS18B20 подключается по схеме с паразитным питанием, т.е. двумя проводами, хотя можно подключить и тремя, с подачей питания. Тут уж как душа пожелает.

Если на вашем LCD модуле отсутствует токоограничительный диод в цепи подсветки, то необходим резистор R5. На печатной плате он отсутствует, так что при необходимости его стоит добавить.

Устройство включается путём короткого нажатия на кнопку S1. Боковая кнопка осталась от брелка сигнализации StarLine. Продаётся в магазинах под страшным шифром: SWT-1188E-1K2 и не является дефицитом, хотя может быть заменена абсолютно на любую.

Переменный резистор R4 необходим для подстройки контраста ж/к дисплея. Резистор R2 служит для ограничения тока перезаряда затвора MOSFET. Резистор R3 подтягивает затвор к земле тем самым не даёт несанкционированно открыться MOSFET_ у. Резистор R1 – подтяжка шины 1-Wire. Его значение может лежать в некоторых пределах. Рекомендуемое – 4,7 кОм. При удалении датчика на большое расстояние сопротивление резистора необходимо уменьшать.

Разводка печатной платы приведена ниже.

Разводка печатной платы

Плата односторонняя, с несколькими перемычками. Изготавливается по Лазерно-Утюжной Технологии (ЛУТ) без особых проблем в домашних условиях. Плата разрабатывалась с учётом предпочтения SMD монтажу, как наиболее «ленивому». Чем меньше сверлить отверстий в текстолите, тем лучше для здоровья! Конденсаторы применялись типоразмера 0805, резисторы – 1206. Полярный конденсатор – танталовый в корпусе case E

Фото готового устройства приведено ниже.

Фото готового устройства

На фото видно, что плата устройства несколько отличается от разводки приведенной выше. Связано это с ошибками, допущенными на начальных этапах. Ошибки в последствии были устранены, а разводка платы исправлена.

Т.к. исправления на плате не сказались на её надёжности и работоспособности, то я решил новую плату не изготавливать и оставить свою плату в таком виде.

На плату выведен разъём типа PLD (вилка угловая) для прошивки микроконтроллера. Прошить микроконтроллер можно любым удобным программатором.

Во включенном состоянии термометр потребляет около 120 миллиампер из них на подсветку затрачивается примерно 100 миллиампер.

Цикл программы микроконтроллера, в котором измеряется температура, длится в течение примерно 30 секунд, после чего термометр автоматически выключается и потребляемый ток падает до нуля, до очередного включения.

Программа микроконтроллера написана на ассемблере и выглядит несколько мудрёной, т.к. производится двоично-десятичное преобразование для вывода показаний на ж/к экран.

Схема (SPLAN 7.0), разводка печатной платы (Sprint Layout 5.0), прошивка (HEX) и исходник (ASM) доступны для скачивания по ссылке .

Правильно собранное устройство в настройке не нуждается и сразу работоспособно.

При подготовке данной статьи, возможно, были допущены ошибки, наличие которых я рад буду выявить и исправить.

Умный блок питания для Ардуино своими руками

Обычный блок питания от компьютера является отличным вариантом питания Arduino и других подобных проектов на базе микроконтроллеров.

Читайте так же:
Вай фай ловит но не подключается

Такая доработка никоим образом не повредит блоку питания, поэтому при желании его можно будет использовать позже по прямому назначению.

Шаг 1: Необходимые компоненты и инструменты

Компоненты:

  • Удлинитель для материнской платы ATX;
  • 3 перемычки;
  • Резистор 1К (значение не критично);
  • Термоусадочная трубка.

Инструменты/оборудование:

  • Паяльник и припой;
  • Ножницы;
  • Зажигалка;
  • Блок питания ATX;
  • Микроконтроллер 5В, такой как Arduino;
  • Мощные транзисторы и т. д.

Шаг 2: Шильдик

2A при 5В достаточно для работы практически любого 5-вольтового микроконтроллера, а 30А при 5В или 12В достаточно для питания практически любой любительской самоделки.

Для доработки нужно подключиться к дежурному источнику питания 5В, чтобы запустить плату контроллера, а затем включить сильноточный источник питания, когда он нам понадобится.

  • 20А при 3,3В;
  • 30А при 5В;
  • 30А при 12В;
  • 2А при 5В;

Шаг 3: Доработка кабеля

Нам понадобится дежурный источник питания 5В (фиолетовый), провод управления (зеленый) и любой черный провод (заземление).

Начнём с разъема «мама» и отрежем все, что нам не нужно, максимально близко к разъему. Затем отрежем фиолетовый, зеленый и черный провода ближе к разъему «папа». Наденем на них три термоусадки. Зачистим провода и перемычки, к которым в дальнейшем будем припаиватся.

Припаяем 1 кОм резистор к управляющему проводу — это исключит риск протекания избыточного тока, когда микроконтроллер будет его снижать. Припаяем фиолетовый и черный провода к соответствующим перемычкам (в моем случае красный и черный). Усадим термоусадку.

Шаг 4: Управление блоком питания

Подадим питание на Arduino с помощью фиолетового (на рисунке красного цвета) провода ATX до «+5В» (не используйте Vin) и черного провода ATX до «GND». Подключим зеленый провод ATX к любому управляющему контакту. Используем A0 (D14). Подадим питание на ATX. Arduino будет питаться от резервного питания. Вентилятор будет отключен.

Когда будет нужна подать основное питание, просто вводим команду:

const int ctrlPin=14; // использовать тот пин, который пожелаете. Я использовал A0, который соответствует D14.

pinMode(ctrlPin, OUTPUT);

digitalWrite(ctrlPin, LOW);

Чтобы снова отключить основное питание, используем:

digitalWrite(ctrlPin, HIGH);

Точно так же, чтобы отключить, можно просто ввести:

pinMode(ctrlPin, INPUT);

Снова установим вывод в высокое сопротивление.

Теперь все, что вам нужно сделать, это подключить сильноточную нагрузку к любому из разъемов типа MOLEX от источника ATX и управлять ими с помощью транзисторов, полевых МОП-транзисторов и т. д.

Обратите внимание. Вы должны быть осторожны при подключении Arduino к + 5В. Если подключить USB-кабель, то можно подать ток на USB-порт ПК. Поэтому стараемся одновременно подключать только один источник питания.

Спецификация ATX предполагает, что можно удерживать линию на +5В или отключать (устанавливать высокое сопротивление), чтобы отключать основное питание.

Шаг 5: Управление в действии

Короткое видео о будильнике, в котором используется доработанный блок питания.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector