Mikrokontrolery - Jak zacząć?

... czyli zbiór praktycznej wiedzy dot. mikrokontrolerów.

niedziela, 20 marca 2011

Datasheet: Mikrokontroler vs prądy pinów


Autor: Dondu

Artykuł jest częścią cyklu: Mikrokontroler vs prądy pinów

Bardzo często pojawiają się pytania o to, jakie prądy pinów wytrzymują mikrokontrolery. I nie jest to pytanie błahe, ponieważ spotykamy przypadki, w których początkujący podłączają nawet silniki bezpośrednio do pinów mikrokontrolera:

zymen napisał:
Mam silnik krokowy wymontowany z napędu DVD.
Po krótkich próbach udało się nim sterować przy pomocy Attiny2313 bezpośrednio z portów tego mikroprocesora (bez żadnych oporników po drodze, bez tranzystorów).

Działało to ładnie do momentu, kiedy postanowiłem przesuwać tackę - okazało się, że silnik jest zbyt słaby (pewnie zbyt słaba wydajność prądowa portu mikroprocesora).

To oczywiście skrajny przypadek, ale pokazuje jak istotny jest to problem.

Co gorsza, pin pinowi nierówny, czyli w ramach jednego mikrokontrolera mogą występować znaczące różnice. Na to wszystko nakładają się problemy dot. wydzielanej mocy w postaci ciepła oraz sumaryczne ograniczenia prądów dla całych portów, ich fragmentów i pinów zasilających mikrokontroler.

Dlatego nie dziwię się, że ustalenie przez początkującego maksymalnych prądów poszczególnych pinów, stwarza wiele problemów. Mam nadzieję, że niniejszy cykl artykułów (patrz spis treści niżej) wyjaśni wszystkie zagadnienia związane z tym tym tematem.

Zaczniemy od pytania zadanego przez jednego z czytelników:


wisienka
A tak w ogóle ile mA z atmegi8 można wycisnąć (i ile jest zalecane) na wyjściu z jednego pinu aby się nie spalił?


Od wielu lat producenci mikrokontrolerów (i nie tylko) przyjęli, że w datasheet powinna się znaleźć tabelka z maksymalnymi możliwymi parametrami zarówno napięcia jak i prądów, których przekroczenie skutkuje uszkodzeniami mikrokontrolera.

Tabelka ta nosi z reguły nazwę zbliżoną do: Absolute Maximum Ratings
a znajdziesz ją w rozdziale, który ma nazwę zbliżoną do: Electrical Characteristics

W niniejszym temacie posłużymy się dwoma mikrokontrolerami:

Datasheet AVR ATmega8 - Maksymalne prądy pinów. Rys. Datasheet PIC18F87K90 - Maksymalne prądy pinów.


Jak widzisz, między mikrokontrolerami mogą występować znaczne różnice w parametrach prądowych pinów oraz informacji zawartych w tabelkach w datasheet.

Ale tabelki, to nie wszystko, są jeszcze wykresy i ukryte informacje :-)
Po kolei omawiam je w poniższych artykułach.





Podsumowanie

Jak widzisz, istnieje szereg czynników determinujących możliwości prądowe pinów mikrokontrolera. Dlatego należy uważnie czytać datasheet, by nie natknąć się na sytuację, gdy po zaprojektowaniu i złożeniu prototypu (co gorsza na PCB), nie okazało się, że dzielny mikrokontroler w końcu odmawia posłuszeństwa.

Dlatego projektując urządzenia, w których wykorzystujesz dużą ilość pinów powinieneś bardzo skrupulatnie podchodzić do schematu i podziału funkcjonalności, by nie okazało się, że napracowałeś się przy schemacie i PCB, a urządzenie nie działa prawidłowo lub nawet uszkadza mkrokontroler.

Zawsze sprawdzaj odnośniki do istotnych parametrów, które znajdziesz często pod tabelkami.

Artykuł pokazuje przykłady dwóch rodzin mikrokontrolerów różnych producentów, niemniej jednak mikrokontrolery innych rodzin i producentów, mają podobne ograniczenia i niespodzianki.

Mam nadzieję, że ten mini cykl artykułów wyczerpuje wszelkie pytania w tym zakresie, a jeżeli nie to proszę zadawać w komentarzach do poszczególnych części artykułu.


Oceń artykuł.
Wasze opinie są dla nas ważne, gdyż pozwalają dopracować poszczególne artykuły.
Pozdrawiamy, Autorzy
Ten artykuł oceniam na:

10 komentarzy:

  1. Ej.. co to za używanie moich postów bez autoryzacji? ;-)

    OdpowiedzUsuń
  2. Jest publiczny z forum Elektroda.pl, a pokazany w dobrej wierze :-)

    OdpowiedzUsuń
  3. Jednak chyba temat nie jest wyczerpany (przynajmniej dla mnie). Chciałem się dowiedzieć jak się w takim razie powinno zwiększać obciążalność wyjść. Czy wystarczy dać np CD4050 (6 buforów) ?

    OdpowiedzUsuń
  4. No ja nie wiem, ja nie wiem ;-)

    OdpowiedzUsuń
  5. @Anonimowy
    Sposób zwiększenia obciążalności, zależy oczywiście od elementu(-ów), które chcemy sterować. Mogą to być scalone bufory, tranzystory, itp. ... ba, nawet przekaźnik :-)

    @zymen
    Każdy z na popełniał błędy na początku swojej drogi i nadal je popełnia - ja także, więc nie ma się czego wstydzić :)

    Na przykład dzisiaj ktoś słusznie zwrócił mi uwagę.

    A przykłady z życia wzięte, najlepiej przemawiają do początkujących, którzy czytają i uczą się na błędach swoich poprzedników. Choć są tacy, do których nawet to nie trafia :D

    OdpowiedzUsuń
  6. @Dondu: spoko, śmieję się. Nie liczyłem, że aż tak bardzo zostanę wyróżniony ;-)

    Powodzenia w pracy, bo fajną robotę robicie.

    pozdrawiam,

    OdpowiedzUsuń
  7. Twoje uśmieszki widziałem :-)
    Również pozdrawiam!

    OdpowiedzUsuń
  8. Witam, Nie znalazłem bądź nie zrozumiałem. Gdyby tak było przepraszam. Jak się ma sprawa gdy sterujemy stanem niskim? Wydaję mi się, że wtedy zostaje obciążone źródło, mikrokontroler służy jedynie do zamknięcia obwodu. Jednak z drugiej strony ten sam prąd płynie przez nóżki grzejąc układ. Jak to jest? Czy te ograniczenia dotyczą każdej sytuacji czy tylko gdy obciążony zostaje mikrokontroler.
    Pozdrawiam

    OdpowiedzUsuń
  9. Witaj.
    Piszę o tym w artykule Ograniczenia prądowe pinów zasilających vs moc. Przeczytaj proszę jeszcze raz, a jeżeli nadal nie będziesz rozumiał, to będę musiał się zastanowić nad zmianą opisu. Ewentualne pytanie zadaj już w tym art. z linku.

    OdpowiedzUsuń
  10. Dziękuję, rozumiem. Umknęło mi to wcześniej.

    OdpowiedzUsuń

Działy
Działy dodatkowe
Inne
O blogu




Dzisiaj
--> za darmo!!! <--
1. USBasp
2. microBOARD M8


Napisz artykuł
--> i wygraj nagrodę. <--


Co nowego na blogu?
Śledź naszego Facebook-a



Co nowego na blogu?
Śledź nas na Google+

/* 20140911 Wyłączona prawa kolumna */
  • 00

    dni

  • 00

    godzin

  • :
  • 00

    minut

  • :
  • 00

    sekund

Nie czekaj do ostatniego dnia!
Jakość opisu projektu także jest istotna (pkt 9.2 regulaminu).

Sponsorzy:

Zapamiętaj ten artykuł w moim prywatnym spisie treści.