Autor: Dondu
Często niezbędne jest podtrzymanie zasilania całego lub części układu, w którym pracuje mikrokontroler, po wyłączeniu lub zaniku zasilania głównego. Jak to zrobić?
Diodowy układ OR
Najprostszą metodą jest diodowy układ logiczny OR złożony z dwóch diod i kondensatora.
Takie rozwiązanie spotykane jest w tysiącach urządzeń elektronicznych zasilanych z dwóch źródeł. Niewątpliwymi zaletami tego układu są:
- prostota
- minimalny koszt
Uwaga!
Napięcie zasilacza musi być (co najmniej minimalnie) większe od napięcia baterii.
Napięcie zasilacza musi być (co najmniej minimalnie) większe od napięcia baterii.
Diody - najlepiej diody Schottky niskonapięciowe, gdyż zapewnią Ci czas przełączania zasilania na poziomie 100ps (piko sekund) i mały spadek napięcia.
Kondensator - najlepiej ceramiczny, gdyż ma bardzo niską upływność, co zmniejsza straty energii z baterii. W drugiej kolejności tantalowy. Na pewno nie stosuj elektrolitycznych, bo mają dużą upływność, więc będziesz szybciej rozładowywał baterię. Jeżeli Twój układ pobiera znaczne ilości prądu możesz zwiększyć kondensator.
Jak to działa?
Dopóki zasilacz dostarcza większe napięcie niż bateria, dopóty prąd z baterii nie jest pobierany.
W momencie, gdy zasilacz zostanie wyłączony dioda D2 rozpoczyna pracę zasilając mikrokontroler z baterii, a dioda D1 blokuje utratę energii baterii, płynącej na zewnątrz układu np. do niedziałającego zasilacza.
Wielkość kondensatora zależy od Twojego układu.
Poniżej możesz zobaczyć jak to działa dla napięcia głównego 5V i zasilania bateryjnego 3,6V oraz kondensatora 10µF. Aby pokazać jak układ działa zamiast mikrokontrolera podłączyłem rezystor 1k, ale możesz je zmienić w trakcie symulacji (także napięcia zasilania, czy parametry diod) (prawym klawiszem myszki i następnie EDIT).
Zwiększ sobie nieco suwak Current Speed (niestety domyślnie jest za wolny).
Problem symulatora Circuit Simulator
W powyższym symulatorze dodany jest rezystor 5Ω (symbolizujący ESR kondensatora), który jest niezbędny, by symulator prawidłowo pokazywał kierunki przepływu prądu w trakcie włączania i wyłączania zasilania głównego. W rzeczywistym układzie nie dodawaj tego rezystora.
Na oscylogramie widzisz na zielono napięcie panujące na zasilanym odbiorniku, który jest symulowany za pomocą rezystora 1k. Jeżeli w trakcie pracy symulatora wskażesz kursorem dowolny z elementów lub przewód połączeniowy, wyświetlą Ci się parametry jakie aktualnie na nim występują.
Czy to może być dowolna dioda Schottky dobrana pod napięcie układu, czy jest to jakiś konkretny model?
OdpowiedzUsuńDiodę Schottky dobierasz do swojego konkretnego układu patrząc przede wszystkim na parametry:
OdpowiedzUsuń- Vf (forward voltage) - im mniejsze tym lepiej,
- If (continuous forward current) - prąd większy niż pobiera Twój układ.
Dobierając parametry w szczególności If, należy brać "zapas", by nie pracować na granicy możliwości danej diody.
By ułatwić sobie znalezienie odpowiedniej diody możesz wykorzystać wyszukiwarki elementów np. Farnell.com, choć nie koniecznie tam je kupować :-)
Witam
OdpowiedzUsuńa czy to może być dowolny akumulator? np żelowy 6v?
Witaj.
OdpowiedzUsuńRodzaj akumulatora nie ma znaczenia (może być dowolny), ponieważ powyższy układ nie służy do ładowania, a jedynie do pobierania energii z akumulatora.
Istotniejsze jest tutaj napięcie akumulatora. Pytasz o akumulator 6V. Z reguły akumulator ma nieco wyższe napięcie niż znamionowe (czasami nawet o 1,5V), a mikrokontroler ma znaczące ograniczenia w tym przypadku.
Na przykład ATmega8 może być zasilana z maksymalnie 6V. Jeżeli więc dodamy do tego spadek na diodzie np. 0,6V, to akumulator nie może mieć napięcia wyższego niż 6V + 0,6V = 6,6V.
Nic nie stoi na przeszkodzie, by w takiej sytuacji zastosować w szereg dodatkową diodę(-y) wraz z diodą D2. W ten sposób można łatwo dostosować się do napięcia akumulatora, ponosząc nieco strat na diodach.
A ja troszeczkę inaczej podejdę do tematu. Jeśli błędnie proszę o poprawienie ;)
OdpowiedzUsuńNa zasilaniu bateryjnym powinniśmy szczególnie zwrócić uwagę na kwestie energooszczędności, dlatego w układzie który projektuję, na zasilaniu bateryjnym elementy niekrytyczne (czyli takie, bez których jakiś czas można się obejść) odcinam od zasilania. Mało tego, po pierwsze ze względu na drop out stabilizatora, po drugie ze względu na większą, wydaje mi się, energooszczędność, schodzę do 3,3V na zasilaniu układu.
Całość bazuje na opisanym w artykule układzie OR i wygląda jak na schemacie: http://www.iv.pl/images/83789652481414731791.png
Z tego co doczytałem w innym artykule wynika, że w moim schemacie mimo zasilania na linii X1 (zasilacz +12V), prąd z linii X2 (2x18650) nadal będzie pobierany w minimalnych ilościach przez... stabilizator napięcia. Domyślam się, że nie będzie to jakieś duże zużycie, ale mimo wszystko chciałbym je wyeliminować. Diody raczej nic już tu nie zdziałają. Jest sposób, żeby w przypadku zasilania z X1, odciąć zasilanie na X2 przed stabilizatorem?
Google dołożyło swoje wyłączając w Chrome obsługę niektórych wtyczek.
OdpowiedzUsuńPojawia się komunikat : Ta wtyczka jest nieobsługiwana.
Dziękuję za informację. Na szczęście autor appletu parę dni temu już udostępnił nową wersję w javascript. Postaram się szybko dokonać zmiany.
UsuńW jaki sposób podłączyć kondensator zamiast baterii? Podtrzymanie zasilania potrzebne jest tylko przez niecałą sekundę podczas wyłączania układu.
OdpowiedzUsuńRównolegle do kondensatora C5.
Usuń