Обявления

Для полноценной работы рекомендуется пройти регистрацию.

Рекламные сообщения будут удаляться вместе с пользователем. Что есть реклама - буду решать я.

Супервизор питания

Здесь только проекты на ATtiny

Супервизор питания

Сообщение propell_ant » 25 июл 2016 09:29

Супервизор питания - блок, который отключает микропроцессор при выходе уровня напряжения питания из диапазона допустимых значений. При этом пин RESET "притягивается к земле". В наши дни для этого используются специализированные микросхемы, которые надежно переключают пин RESET при падении напряжения питания ниже уровня, определяемого моделью супервизора.
Для любительских устройств иногда имеет смысл применить более простой супервизор питания, основным элементом которого является светодиод. Схема предложена на форуме "Термостат 0.1°C" пользователем VladZ в 2010 году, опробована много раз, и показала себя хорошо, судя по отзывам на форуме. В исходном варианте схема состояла из светодиода и резистора и обладала одним недостатком - часто невозможно было пользоваться внутрисхемным программированием, программатор не мог подать логический ноль на пин RESET.
После некоторых раздумий и включения коллективного разума (IYra) родилась такая схема супервизора питания:
power_supv_2.PNG
супервизор питания в схеме термостата
power_supv_2.PNG (8.14 КБ) Просмотров: 882

Схема позволяет прошивать микроконтроллер прямо на плате.

Немного своих соображений о принципе работы этой схемы:
Светодиод обеспечивает разность потенциалов между питанием и уровнем напряжения на пине RESET. Эта разность составляет порядка 1.85 В.
Дело в том, что микроконтроллер способен работать в весьма широком диапазоне напряжений питания, для ATtiny2313 нижняя граница составляет 1.8 В. Это значит, что во время переходных процессов (например при отключении) он будет продолжать работать даже, например, при падении напряжения до 2 В, а как показывает мой опыт эксплуатации термостата, напряжение при отключении от сети падает весьма плавно, порядка секунды, что для микроконтроллера - целая эпоха.
Что конкретно происходит с тинькой при таких "пограничных" напряжениях питания мне неизвестно, но известен эффект - в EEPROM записывается мусор, который потом читается после старта термостата и используется в качестве настроек. Мусорных настроек.
Так вот, при плавном отключении супервизор формирует логический ноль на пине RESET гораздо раньше, чем напряжение питания достигнет опасно низкого уровня. В даташите указано, что RESET считает логическим нулем напряжение ниже 0.2*VCC. Вместе в VCC, понятное дело, уменьшается и уровень логического нуля 0.2*VCC, но напряжение на RESET супервизор снижает всё же быстрее, начиная от примерно 2.2 В (для светодиода с падением 1.85В и 1.86 В для светодиода с падением 1.6В) и ниже - RESET уже гарантированно опущен в логический ноль.
Гарантированно - в данном случае означает, что реально RESET сработает несколько раньше, то есть при более высоких значениях, конкретнее сказать трудно, но можно померить на реальном железе.
Измерения, кстати, показали, что реальный коэффициент не 0.2, а 0.43 - отключение происходит при VCC=3.1 В и напряжении на пине RESET= 1.34 В

На данный момент открыты такие вопросы для обсуждения:
1. Светодиод может быть заменен на два последовательно включенных диода (пока требуется проверка) не получилось
2. Все расчеты сделаны для комнатной температуры, а супервизор требуется прежде всего для устройств, эксплуатирующихся при отрицательных температурах, нужно прикинуть, куда "поплывут" параметры
Вложения
pcb.rar
Печатка в формате lay (Sprint Layout)
(10.06 КБ) Скачиваний: 29
propell_ant
Живу тут
 
Сообщения: 276
Зарегистрирован: 03 июн 2014 09:22

Re: Супервизор питания

Сообщение propell_ant » 26 июл 2016 17:41

Зарезервировано
propell_ant
Живу тут
 
Сообщения: 276
Зарегистрирован: 03 июн 2014 09:22

Re: Супервизор питания

Сообщение propell_ant » 28 июл 2016 10:57

Зарезервировано
propell_ant
Живу тут
 
Сообщения: 276
Зарегистрирован: 03 июн 2014 09:22

Re: Супервизор питания

Сообщение Yanshun » 29 июл 2016 06:50

Доброе утро.
Благодарю за модернизацию, на днях опробую Ваш метод и отпишусь о полученных результатах.
Аватара пользователя
Yanshun
Частенько бываю
 
Сообщения: 52
Зарегистрирован: 01 фев 2015 13:45

Re: Супервизор питания

Сообщение Yanshun » 30 июл 2016 17:37

Добрый вечер.
Сегодня решил попробовать Ваш метод Супервизора. Подпаяв к светодиоду 100 Ом резистор.
Программатор usbasp, оболочка avrdudeprog33
Все прошло на Ура, считалось и записалось. :drink: :happy: :-D
Во время прошивки и чтения дисплей гас и светодиод Супервизора ярко горел.
При подключении программатора usbasp, когда он еще не подключен к ПК, но подключен к термостату, термостат циклически перезагружался. Как только программатор подключал к ПК термостат работал в обычном режиме.

Если нужно еще какие-то измерения могу провести.
Огромное Спасибо людям, которые до этого додумались, респект и уважуха Вам.
Удачи.
Вложения
Аватара пользователя
Yanshun
Частенько бываю
 
Сообщения: 52
Зарегистрирован: 01 фев 2015 13:45

Re: Супервизор питания

Сообщение propell_ant » 30 июл 2016 19:59

Yanshun писал(а):Если нужно еще какие-то измерения могу провести.
Если есть под рукой регулируемый источник питания, померьте, при каком напряжении на VCC и на RESET срабатывает отключение термостата
propell_ant
Живу тут
 
Сообщения: 276
Зарегистрирован: 03 июн 2014 09:22

Re: Супервизор питания

Сообщение Yanshun » 30 июл 2016 21:01

propell_ant, Добрый вечер.
На данный момент нет источника регулируемого, жду пока с Китая приедет, как только у меня появится такая возможность сразу ее сделаю.
Аватара пользователя
Yanshun
Частенько бываю
 
Сообщения: 52
Зарегистрирован: 01 фев 2015 13:45

Re: Супервизор питания

Сообщение Yanshun » 05 авг 2016 20:09

propell_ant, Добрый вечер.
Добрый вечер.
Дело было не чего решил поиграться с питание термостата, причем одному из форумчан обещал сделать замеры. Минимальное напряжение работы.
С начало подключил батарейку 18650 и термостат отлично себя чувствовал, решил что для меня мало этого и "пошел" дальше, вспомнил что у меня есть куча китайских DC-DC, подключил его к ПК и медленно уменьшать его, напряжение на преобразователи он у меня понижающий. На термостат с начало подал +5В и потихоньку начал опускать, устройство отлично работало, дисплей менее ярко горел, до +3,1В и отключалось, хотя светодиод супервизора горел вплоть аж до +2,5В, это предел моего DC преобразователя, когда на DC выкрутил +3,2В термостат включился.
Измерил падение напряжение на супервизоре при питание от 18650, плюсовой щуп между 3к3 и 100 Ом показания 1,937В.
Можно сделать автономное питание таким образом для термостата. В некоторых случаях это может реально помощь, задачи использования ведь у всех разные.

Фото приложил, если еще нужны изменения могу выполнить.

Вот такие получились у меня измерения.
Удачного Вам творчества.
Вложения
Аватара пользователя
Yanshun
Частенько бываю
 
Сообщения: 52
Зарегистрирован: 01 фев 2015 13:45

Re: Супервизор питания

Сообщение propell_ant » 07 авг 2016 15:00

Yanshun писал(а):до +3,1В и отключалось, хотя светодиод супервизора горел вплоть аж до +2,5В, это предел моего DC преобразователя, когда на DC выкрутил +3,2В термостат включился.
Спасибо, отлично померили,
для полноты картины было бы интересно знать, какое напряжение было на ноге RESET в момент отключения термостата (когда VCC 3.1В)

Ну а в общем - да, именно так и задуман автором этот супервизор - напряжение питания опустилось до 3х вольт, и всё отключается. Надо, кстати, увековечить человека, где-то у меня была ссылка на первый пост о супервизоре.
propell_ant
Живу тут
 
Сообщения: 276
Зарегистрирован: 03 июн 2014 09:22

Re: Супервизор питания

Сообщение Yanshun » 07 авг 2016 15:15

propell_ant, Добрый день.
Reset смогу померить как только соберу еще один термостат, этот "ушел" на контроль горячей воды, смеситель.
Но пока можно посчитать с помощью калькулятора http://cxem.net/calc/divider_calc.php, делить напряжения на резисторах, это будет "грубо", но даст маленькие представления о напряжении.
Как только соберу термостат сделаю интересующий Вас замер.
Аватара пользователя
Yanshun
Частенько бываю
 
Сообщения: 52
Зарегистрирован: 01 фев 2015 13:45

Сообщение hardlock » 07 авг 2016 16:15

Так напряжение на Ресете будет зависить от падения напряжения на светодиоде. А оно отличается для разных светиков....
Аватара пользователя
hardlock
Администратор
 
Сообщения: 3374
Зарегистрирован: 21 янв 2009 15:48
Откуда: zp.ua

Re: Супервизор питания

Сообщение propell_ant » 07 авг 2016 20:53

Добрый день hardlock,
фишка как раз в том, при каком уровне на RESET происходит сброс. К этому уровню прибавляется падение напряжения на светодиоде и в сумме получается напряжение срабатывания супервизора. При проектировании можно посмотреть даташит на светодиод, но нет данных на RESET. В даташите тиньки указана только гарантированная нижняя граница срабатывания - 0.2VCC, но реально коэффициент повыше. Поскольку этот супервизор - аналоговое устройство на цифровой ноге, остается только собирать статистику. Для статистики нужно и падение напряжения на светодиоде и уровень на ресете, при котором происходит сброс.
propell_ant
Живу тут
 
Сообщения: 276
Зарегистрирован: 03 июн 2014 09:22

Re: Супервизор питания

Сообщение hardlock » 07 авг 2016 21:19

propell_ant писал(а):но нет данных на RESET.

цитирую даташит страница 181 (может версия старая - нашёл локально на ПК):
[url]Input Low Voltage RESET pin - maxumum 0.2VCC
Input High-voltage RESET pin - minimum 0.9VCC[/url]
Думаю где-то близко.
Как "народный" супервизор светодиод незаменим т.к. он максимально доступен всем, но как супервизор он так себе, т.к. фронт должен быть достаточно крутой, а тут мы имеем просто плавное снижение напряжения, что может приводить к каким-то дополнительным глюкам. Вместо светодиода можно подобрать подходящий по напряжению стабилитрон, тогда повторяемость будет выше. Я сделал проще - купил в свое время 100 супервизоров в корпусе sot-23 за 1,5 бакса... Сейчас уже не помню точного напряжения, вроде 4 Вольта. До сих пор не доиспользовал )))
Аватара пользователя
hardlock
Администратор
 
Сообщения: 3374
Зарегистрирован: 21 янв 2009 15:48
Откуда: zp.ua

Re: Супервизор питания

Сообщение propell_ant » 08 авг 2016 11:40

hardlock писал(а):цитирую даташит страница 181 (может версия старая - нашёл локально на ПК):
Input Low Voltage RESET pin - maxumum 0.2VCC
Думаю где-то близко.
То-то и оно, что 0.2VCC - это нижняя граница, реально сброс происходит при более высоком значении, у меня под рукой была только мега88, там я намерил 0.44VCC. но это совсем другой проц.
И разница тут принципиальная. Сейчас мы получили сброс при напряжении питания 3.1, падение на светодиоде было 1.9, сброс был при 1.2В, это 0.34VCC - далеко не 0.2
Как "народный" супервизор светодиод незаменим т.к. он максимально доступен всем, но как супервизор он так себе, т.к. фронт должен быть достаточно крутой, а тут мы имеем просто плавное снижение напряжения, что может приводить к каким-то дополнительным глюкам.
В этом плане нам здорово помогает задержка перед включением (Additional Delay from Reset, Table 5) - после снятия сигнала сброса проходит еще несколько милисекунд до запуска
Вместо светодиода можно подобрать подходящий по напряжению стабилитрон, тогда повторяемость будет выше. Я сделал проще - купил в свое время 100 супервизоров в корпусе sot-23 за 1,5 бакса... Сейчас уже не помню точного напряжения, вроде 4 Вольта. До сих пор не доиспользовал )))
Нормальный фабричный супервизор - это единственно правильный подход. Но тут дело не в нас, тут половина народа по деревням сидит, только ради них вся замута с самодельным супервизором.
propell_ant
Живу тут
 
Сообщения: 276
Зарегистрирован: 03 июн 2014 09:22

Re: Супервизор питания

Сообщение hardlock » 08 авг 2016 12:05

propell_ant писал(а):Но тут дело не в нас, тут половина народа по деревням сидит, только ради них вся замута с самодельным супервизором.

Я и написал, что светодиод прекрасен своей доступностью. Но почему не применить стабилитрон?
Аватара пользователя
hardlock
Администратор
 
Сообщения: 3374
Зарегистрирован: 21 янв 2009 15:48
Откуда: zp.ua

Re: Супервизор питания

Сообщение propell_ant » 08 авг 2016 19:42

hardlock писал(а):Но почему не применить стабилитрон?
Да я глянул на номиналы импортных, они начинались от 2.4 - срабатывало бы при VCC=4.5В
Вообще на 1.4-1.9 можно было бы, но я что-то сомневаюсь, что они доступнее (по деньгам или по наличию)

Я-то пытался подогнать под срабатывание при 2.7В. Тогда можно было бы и в 3.3 вольтовых устройствах такой супервизор использовать. Пока не подогнал.

Добавлено спустя 15 часов 21 минуту 5 секунд:
при расчете использовал схемку в протеусе, чтобы не возиться построил диаграмму передаточной функции. Там сразу видно, при каком напряжении пересекается напряжение на ресете с прямой 0.2VCC.
Вложения
Supervisor.LED.rar
(12.1 КБ) Скачиваний: 22
propell_ant
Живу тут
 
Сообщения: 276
Зарегистрирован: 03 июн 2014 09:22

Re: Супервизор питания

Сообщение Yanshun » 20 авг 2016 18:17

propell_ant, Добрый вечер.
Сегодня спаял еще один термостат, завтра сделаю все замеры и выложу.
Супервизор сразу паял модифицированный.

Добавлено спустя 15 часов 50 минут 32 секунды:
Добрый день.
Сегодня сделал замеры зависимости питания к Супервизору.
Первое питание микроконтроллера, второе напряжение на Супервизоре/модифицированом.
Программируется и читает замечательно, не сколько раз делал, ни одной ошибки.

+5В = 3,1В
+4,5В = 2,57В
+4В = 2,13В
+3,5В = 1,92В
+3,2В = 1,645В
+3,1В (термостат отключается) = 1,335В
+3,2В (термостат включается) = 1,440В

Если еще нужны измерения могу сделать.
Удачи.
Вложения
Аватара пользователя
Yanshun
Частенько бываю
 
Сообщения: 52
Зарегистрирован: 01 фев 2015 13:45

Re: Супервизор питания

Сообщение propell_ant » 21 авг 2016 20:27

Yanshun, ваши измерения показывают какую-то махровую нелинейность.
Я такого совсем не ожидал. На всякий случай переспрошу, вторая цифра - это напряжение на ресете?
Нужно обмозговать, и пожалуй самому начинать стенд городить.
propell_ant
Живу тут
 
Сообщения: 276
Зарегистрирован: 03 июн 2014 09:22

Re: Супервизор питания

Сообщение Yanshun » 21 авг 2016 21:18

propell_ant, Добрый вечер.
После равно это напряжение на RESET, а перед- это напряжение подаваемое на микроконтроллер, его питание. На выходе DC-DC преобразователя.
У меня такие получились измерения, сделайте свои измерения и сравним результаты. Возможно я сделал что-то не так, как нужно. :scratch:
Аватара пользователя
Yanshun
Частенько бываю
 
Сообщения: 52
Зарегистрирован: 01 фев 2015 13:45

Re: Супервизор питания

Сообщение propell_ant » 21 авг 2016 22:41

Yanshun, нет-нет, выглядит всё очень правдоподобно, самый важный результат - это то, что сброс происходит при напряжении на ресете
0.43*VCC
(я кстати столько же намерял для AtMega88)
propell_ant
Живу тут
 
Сообщения: 276
Зарегистрирован: 03 июн 2014 09:22

Re: Супервизор питания

Сообщение Yanshun » 22 авг 2016 06:50

propell_ant, Доброе утро.
Возможно это влияние светодиода, они ведь у всех разные.
Могу переделать хот измерения, скажите как правильно их сделать и я сделаю. Кренку на +5В пока не паял поэтому могу проделать измерения.
Мои приборы не являются эталонными они ведь китайские и у них есть погрешности, возможно они тоже внесли в измерения свою "лепту".
Аватара пользователя
Yanshun
Частенько бываю
 
Сообщения: 52
Зарегистрирован: 01 фев 2015 13:45

Re: Супервизор питания

Сообщение propell_ant » 22 авг 2016 17:38

Yanshun, странно выглядит только уменьшение падения напряжения на светодиоде по мере уменьшения VCC. До 4х вольт оно в пределах погрешностей измерений (1.85-1.9В), а при 3.5-3.2 падает до 1.55-1.58В
Это я пока не могу объяснить.
propell_ant
Живу тут
 
Сообщения: 276
Зарегистрирован: 03 июн 2014 09:22

Re: Супервизор питания

Сообщение hardlock » 22 авг 2016 18:11

propell_ant писал(а):Это я пока не могу объяснить.

Достаточно глянуть ВАХ светодиода и станет всё ясно. С падением напряжения падает ток, а с ним и падение напряжения на нём.

Кстати, для размышления. Наткнулся в даташите на тини13 (стр 144-145):
Аватара пользователя
hardlock
Администратор
 
Сообщения: 3374
Зарегистрирован: 21 янв 2009 15:48
Откуда: zp.ua

Re: Супервизор питания

Сообщение propell_ant » 29 авг 2016 11:31

hardlock, я когда у себя проверял, делал на SMD светодиоде красного цвета, но с резистором 10k. Мне всё казалось, что у SMD и выводных светиков одинаковые ВАХ (с точностью до цвета, вернее материала перехода). Так вот, на SMD падение напряжения так не проседало, ниже 1.7 я не видел. А тут 1.55, по ВАХ это соответствует совсем уж мизерным токам. Вот я и написал, что не знаю, как это объяснить.

Насчет даташита на тини - картинки видел, но нужно было померить. Теперь получается, что мы намерили ресет при 0.43VCC, а на картинках 0.4VCC - это очень близко и для расчетов вполне подойдет.
propell_ant
Живу тут
 
Сообщения: 276
Зарегистрирован: 03 июн 2014 09:22


Вернуться в ATtiny



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Majestic-12 [Bot] и гости: 11