1-przewodowy mikrokontroler zasilany pasożytniczo?

Widziałem 1-przewodowe czujniki Dallas, wyglądają świetnie. Ale chciałbym stworzyć niestandardowe 1-przewodowe urządzenia podrzędne, które mogą być zasilane pasożytniczo (tylko uziemienie + dane).

Czy ktoś może polecić odpowiedni do tego mikrokontroler małej mocy?

Czy ktoś ma przykładowy obwód do tego, jak zasiliłbym MCU z magistrali 1-przewodowej?

Jednoprzewodowa magistrala ma pasywnie podciągniętą magistralę (tj. Z rezystorem), a urządzenia komunikują się na magistrali poprzez pociągnięcie magistrali w dół. Co chciałbym zrobić, gdybym chciał pobrać energię z autobusu:

1. Podaj linię danych bezpośrednio do wejścia danych mikrokontrolera.
2. Podaj także linię danych do diody Schottky'ego.
3. Na wyjściu diody umieść masywny (powiedzmy 10uF) kondensator na ziemi.
4. Wyślij wyjście diody do pinu VCC mikrokontrolera.

Należy użyć diody Schottky'ego, aby zminimalizować spadek napięcia. Połączenie dioda / kondensator powinno to umożliwić, aby komunikacja mogła odbywać się (tzn. Okresowo uziemiać magistralę) bez wyłączania MCU. Umieszczenie kondensatora za diodą utrzyma ostre przejścia na danych magistrali, jednocześnie utrzymując stopniowy spadek mocy (napięcia) na MCU. Im niższa moc urządzenia, którego używasz, tym lepiej, aby zminimalizować zużycie kondensatora, ale prawie każda MCU prawdopodobnie będzie dla ciebie działać. Preferuję AVR firmy Atmel, ale TI MSP430 i PIC firmy Microchip są również dobrymi kandydatami na niskie zużycie energii.

Możesz rozważyć dodanie żądania do funkcji niestandardowego urządzenia podrzędnego z informacją „OK, będę potrzebować dużo prądu na chwilę tutaj” i dodaj pullup MOSFET do twoich danych wyjściowych. Następnie możesz wyłączyć to na kilka cykli i sprawdzić, czy niewolnik nadal pozwala na rezystancyjne pociągnięcie linii (jak na str. 3 rysunek 2 danych DS18S20 ). Wiele urządzeń 1-przewodowych nie jest t naprawdę 1-wire. Jeśli nie musisz wchodzić w interakcje z rzeczywistymi częściami 1-przewodowymi i / lub kontrolujesz węzeł główny, możesz zdefiniować własne specyfikacje, co powinno znacznie ułatwić sprawę.

Twoja praca jest łatwiejsza, ponieważ twój mikro prawdopodobnie poradzi sobie między 5V magistrali i rozpadnie się aż do ~ 2.6. Dlatego wspomniana wyżej konfiguracja Schottky'ego i kondensatora powinna działać, a nawet diody krzemowej. Rozważ następujące konfiguracje diod:

• Dioda krzemowa: To byłby mój pierwszy wybór. Tak długo, jak twój mikro i dowolne peryferia mogą pracować przy 4,3 V, zminimalizujesz swój prąd zwrotny od dziesiątek do setek (a nawet do mA po ogrzaniu) na Schottky'ego do dziesiątek nanofamperów
• Dioda Schottky'ego: należy używać tylko wtedy, gdy wartość 0,4 V między diodą standardową a Schottky jest znacząca dla danego zastosowania, ale dopuszczalny jest prąd wsteczny rzędu 100uA.
• Idealna dioda: wypróbuj LTC4411 lub podobny, jeśli koszt nie stanowi problemu (tylko 1,75 USD, ale więcej niż dioda pasywna) i dopuszczalny jest prąd wsteczny 20uA. Informacje na temat zużycia energii można znaleźć w arkuszu danych MSP430. Przy napięciu 3 V (przy użyciu baterii litowo-jonowej zamiast nieszczelnej superkapki, zakładając, że możesz chcieć usunąć to urządzenie, ale zachować pamięć RAM w celu wykonania kodu o niższej mocy), możesz mieć tryb hibernacji 100na (nano-amp, .1uA) zewnętrzne przerwanie (jak zmiana pinów!)

Inną opcją jest skąpe zapotrzebowanie na energię i użycie baterii. Zobacz tę notatkę aplikacji od Maxima. Jeśli możesz utrzymywać MSP430 w trybie uśpienia (tj. Budzić się tylko przy zmianie pinów, np. 1-przewodowym impulsie inicjującym), możesz uśrednić mniej niż 1uA, a komórka na monety wystarczy na dziesięć lat (teoretycznie). Jak długo, czy chcesz, aby urządzenie działało?

Użyj kondensatora do magazynowania energii i podłącz ujemny koniec kondensatora do ziemi i podłącz diodę Schottky'ego między linią danych a kondensatorem. Diody Schottky'ego mają niski spadek do przodu.

Wspomniano o TI MSP430 i zgadzam się. Użyłem MSP430F1101 działającego na krysztale 32,768 kHz i zasilałem z 3V, które zużywało mniej niż 4$\mu$ A. Przy byłoby nawet mniej.

Do zasilania mikrokontrolera z magistrali potrzebna jest tylko dioda i kondensator. Kondensator buforuje napięcie magistrali, a dioda zapobiega rozładowaniu kondensatora przez niski poziom na magistrali. Wybierz diodę Schottky'ego, aby uzyskać minimalny spadek napięcia.

Ostrzeżenie: brudna sztuczka przed nami!
Ta galka nie potrzebuje diody do pasożytniczego zasilania swojego mikrokontrolera, a nawet kondensator nie wydaje się potrzebny. Używa cewki jako anteny RFID na porcie we / wy, a napięcie na cewce zasila urządzenie przez diody zaciskowe.

$V_{DD}$$V_{DD}$ . Beth wykorzystuje diodę do zasilania kontrolera z wysokiego poziomu wejściowego we / wy. I najwyraźniej jej kontroler nawet pracuje bez kondensatora. (W innym prototypie użyła kondensatorów dla stabilności).

Wiele notatek aplikacji 1-przewodowych pokazuje standardowy obwód wewnątrz urządzenia podrzędnego: kondensator między GND a VCC wewnętrznego układu (w twoim przypadku między GND a VCC twojego procesora). Ponadto dioda blokująca od linii danych do VCC wewnętrznego układu scalonego, aby umożliwić kondensatorowi wypełnienie się, gdy linia danych jest wysoka, ale aby zablokować odprowadzanie energii z kondensatora, gdy linia danych jest obniżona. Sprawdź schemat w tych uwagach do aplikacji:

• http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/3754
• http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/1796
• http://www.1wire.org/index.html?target=p_164.html&lang=en-us

Tak długo, jak kondensator jest wystarczająco duży, powinieneś być w stanie obsługiwać większość nowoczesnych mikrokontrolerów. Texas Instruments MSP430 był mikroprocesorem o najniższej mocy, kiedy został wprowadzony. Słyszałem, że Atmel twierdzi, że ich AVR PicoPower zużywają mniej energii niż MSP430. Również mikroskopy Microchip XLP zużywają stosunkowo mało energii.

Możesz być zaskoczony tym, co mili ludzie z 1wire.org mają do powiedzenia na temat budowy urządzeń 1-przewodowych slave: http://www.1wire.org/index.html?target=p_142.html&lang=en-us

ja

Natknąłem się na ten wątek ... Prawdziwe pytanie brzmi: dlaczego chcesz pasożytniczo zasilać swojego niewolnika. Nie wszystkie urządzenia 1-przewodowe są urządzeniami pasożytniczymi i ogólnie odradzam zasilanie ich w ten sposób. Jest to rezygnacja z zapotrzebowania na urządzenia na płytkach drukowanych, w których dodanie jednego śladu stanowiło problem. Może to być przyczyną wielu problemów w sieci 1-Wire, w zależności od jej ogólnej konstrukcji. Oczywiście wiele zależy również od projektów magistrali. które mogą wspierać aktywne podciąganie.

Mikroprocesorowe urządzenia podrzędne 1-Wire zostały pomyślnie wykonane, ale musisz spełnić ogólne specyfikacje taktowania 1-Wire. czego większość implementacji, które widziałem, nie ma (szczególnie jeśli jest to do użytku innego niż do użytku osobistego). Z przyjemnością porozmawiam z kimkolwiek o faktycznych szczegółach. Zostało to wykonane z powodzeniem na 16MHz AVR Mega8 z odpowiednią specyfikacją urządzenia. Spełnienie krytycznych czasów reakcji z czymś wolniejszym byłoby prawdziwym wyzwaniem, a przerwy w usługach i pobudkach generalnie spowolniłyby czas reakcji zbyt mocno, aby spełnić specyfikacje.

Istnieje kilka różnych sposobów na umieszczenie mikroprocesora w magistrali 1-Wire, które zostały wykonane w ciągu ostatnich kilku lat, a mikroelementy 1-Wire są dla mnie specjalnym obszarem zainteresowań, dlatego mogę przekazać kilka pomysłów projektowych wszystkim zainteresowanym. Kody (funkcje) nigdy nie powinny być projektowane ad hoc, ponieważ mogą łatwo powodować problemy z innymi urządzeniami 1-Wire w sieci.

Przepraszam za stronę internetową 1-Wire.org, przez ostatnie kilka lat trzymałem ją z dala od własnej kieszeni, więc ludzie mieli punkt wyjścia do swoich wysiłków z 1-Wire.

W każdym razie, jeśli ktoś potrzebuje około 1-przewodowych problemów projektowych, skontaktuj się ze mną bezpośrednio pod adresem dml (at) sprynet.com lub [email protected], a jeśli będę mógł, postaram się pomóc.