Vi điều khiển ký sinh 1 dây?

Tôi đã thấy các cảm biến 1 dây của Dallas, chúng trông rất tuyệt. Nhưng, tôi muốn tạo ra một số nô lệ 1 dây tùy chỉnh có thể được cung cấp năng lượng ký sinh (chỉ cần nối đất + dữ liệu).

Bất cứ ai có thể đề nghị một vi điều khiển công suất thấp phù hợp cho việc này?

Có ai có một mạch mẫu cho cách tôi cung cấp năng lượng cho MCU từ xe buýt 1 dây không?

Xe buýt một dây có xe buýt thụ động (tức là có điện trở) được kéo lên trong hệ thống và các thiết bị giao tiếp trên xe buýt bằng cách kéo xe buýt xuống. Những gì tôi sẽ làm nếu tôi muốn kéo điện từ xe buýt là:

1. Đưa dòng dữ liệu ngay vào chân đầu vào dữ liệu của vi điều khiển của bạn.
2. Cũng đưa dòng dữ liệu vào một diode Schottky.
3. Ở đầu ra của diode đặt một tụ điện cực lớn (giả sử 10uF) xuống đất.
4. Gửi đầu ra của diode tới chân VCC của vi điều khiển của bạn.

Bạn nên sử dụng một diode Schottky, để giảm thiểu sụt áp. Sự kết hợp diode / tụ điện sẽ làm cho nó có thể diễn ra sự giao tiếp (tức là nối đất cho xe buýt định kỳ) mà không cần tắt MCU. Đặt tụ điện sau diode sẽ giữ cho các chuyển đổi trên dữ liệu bus sắc nét, trong khi vẫn giảm dần công suất (điện áp) cho MCU của bạn dần dần. Công suất thấp hơn mà thiết bị bạn sử dụng là tốt hơn để giảm thiểu hao phí cho tụ điện của bạn, nhưng hầu như bất kỳ MCU nào cũng có thể sẽ làm việc cho bạn. Sở thích của tôi là các máy phát điện của Atmel, nhưng PIC của MS MS4 và Microchip cũng là những ứng cử viên tốt cho mức tiêu thụ điện năng thấp.

Bạn có thể xem xét việc thêm một yêu cầu vào các chức năng của nô lệ tùy chỉnh của mình để nói "OK, tôi sẽ cần rất nhiều dòng điện trong một thời gian ngắn ở đây" và thêm một pullup MOSFET vào đầu ra của bạn. Sau đó, bạn có thể tắt tính năng này trong một vài chu kỳ và xem liệu nô lệ có còn cho phép đường dây được kéo lên không (như trên p.3 hình 2 của biểu dữ liệu DS18S20. ) Rất nhiều thiết bị 1 dây phát sinh ' t thực sự 1 dây. Nếu bạn không cần phải tương tác với các bộ phận 1 dây thực tế và / hoặc bạn điều khiển nút chính, bạn có thể xác định thông số kỹ thuật của riêng mình và điều này sẽ giúp mọi việc dễ dàng hơn nhiều.

Công việc của bạn được thực hiện dễ dàng hơn vì micro của bạn có thể xử lý giữa 5V của xe buýt và phân rã hoàn toàn đến ~ 2.6. Do đó, thiết lập Schottky và tụ điện nói trên sẽ hoạt động, hoặc thậm chí là một diode silicon. Hãy xem xét các thiết lập diode sau đây:

• Diode silicon: Đây sẽ là lựa chọn đầu tiên của tôi. Miễn là vi mô của bạn và bất kỳ thiết bị ngoại vi nào có thể chạy ở 4.3V, bạn sẽ giảm thiểu dòng điện ngược của mình từ hàng chục xuống hàng trăm (và thậm chí lên đến mA khi ấm) trên Schottky xuống còn hàng chục nano-amps
• Diode Schottky: Chỉ sử dụng nếu .4V giữa diode tiêu chuẩn và Schottky có ý nghĩa đối với ứng dụng của bạn, nhưng dòng điện ngược theo thứ tự 100uA là chấp nhận được.
• Diode lý tưởng: Hãy thử LTC4411 hoặc tương tự nếu chi phí không phải là vấn đề (Chỉ 1,75 đô la, nhưng nhiều hơn một diode thụ động) và dòng điện ngược 20uA là chấp nhận được. Tham khảo bảng dữ liệu MSP430 để biết mức tiêu thụ điện. Ở mức 3V (Sử dụng pin Li-ion thay vì siêu tụ điện bị rò rỉ, giả sử rằng bạn có thể muốn tháo thiết bị này nhưng giữ lại RAM để thực thi mã nguồn thấp hơn), bạn có thể cần chế độ ngủ đông 100na (nano-amp, .1uA) một ngắt ngoài (như thay đổi pin!)

Tùy chọn khác là khốn khổ trong các yêu cầu năng lượng và sử dụng pin. Xem ghi chú ứng dụng này từ Maxim. Nếu bạn có thể giữ MSP430 của mình ở chế độ ngủ (nghĩa là chỉ đánh thức thay đổi pin, như xung khởi tạo 1 dây), bạn có thể trung bình dưới 1uA và một tế bào tiền xu sẽ tồn tại trong mười năm (theo lý thuyết.) Bạn muốn thiết bị hoạt động được bao lâu?

Sử dụng một tụ điện để lưu trữ năng lượng và kết nối đầu âm của tụ điện với mặt đất và kết nối một diode Schottky giữa đường dữ liệu và tụ điện. Điốt Schottky có một mức giảm về phía trước thấp.

$\mu$

Để cấp nguồn cho vi điều khiển từ bus, bạn chỉ cần một diode và tụ điện. Các tụ điện đệm điện áp xe buýt, và diode ngăn chặn mức thấp trên xe buýt xả tụ điện. Chọn một diode Schottky để giảm điện áp tối thiểu.

Cảnh báo: lừa bẩn trước mắt!
Gal này không cần diode để cung cấp năng lượng cho vi điều khiển của cô và thậm chí cả tụ điện dường như không cần thiết. Cô sử dụng một cuộn dây làm ăng ten RFID trên cổng I / O và điện áp trên cuộn dây cung cấp năng lượng cho thiết bị thông qua các điốt kẹp.

$V_{DD}$$V_{DD}$

Nhiều ghi chú ứng dụng 1 dây cho thấy mạch tiêu chuẩn bên trong nô lệ: tụ điện giữa GND và VCC của chip bên trong (trong trường hợp của bạn, giữa GND và VCC của CPU của bạn). Ngoài ra, một diode chặn từ đường dữ liệu đến VCC của chip bên trong, để cho phép tụ điện lấp đầy khi đường dữ liệu cao, nhưng để chặn nguồn điện thoát khỏi tụ khi đường dữ liệu bị hạ thấp. Kiểm tra sơ đồ trong các ghi chú ứng dụng này:

• 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

Miễn là tụ điện của bạn đủ lớn, bạn sẽ có thể chạy hầu hết các vi điều khiển hiện đại. Texas Cụ MSP430 là micro có công suất thấp nhất khi được giới thiệu. Tôi nghe nói rằng Atmel tuyên bố PicoPower AVR của họ sử dụng ít năng lượng hơn MSP430. Ngoài ra, micro Microchip XLP sử dụng ít năng lượng.

Bạn có thể ngạc nhiên khi thấy những người tốt bụng tại 1wire.org nói gì về việc xây dựng các thiết bị dây 1 nô lệ: http://www.1wire.org/index.html?target=p_142.html&lang=en-us

Tôi

Chỉ vấp phải chủ đề này ... Câu hỏi thực sự là tại sao bạn muốn ký sinh quyền lực nô lệ của bạn. Không phải tất cả các thiết bị 1 dây đều là thiết bị ký sinh và nói chung tôi khuyên bạn không nên cung cấp năng lượng cho chúng theo cách này. Đó là vấn đề cần thiết cho các thiết bị trên PCB, trong đó việc bổ sung một dấu vết duy nhất là một vấn đề. Nó có thể là nguyên nhân của một số vấn đề trên mạng 1-dây tùy thuộc vào thiết kế chung của nó. Tất nhiên rất nhiều phụ thuộc vào thiết kế tổng thể xe buýt quá. có thể hỗ trợ pull-up tích cực.

Các nô lệ 1 dây của bộ vi xử lý đã được thực hiện thành công nhưng bạn cần phải đáp ứng các thông số kỹ thuật thời gian 1 dây chung. điều mà hầu hết các triển khai tôi từng thấy không có (đặc biệt là nếu điều này là cho bất cứ điều gì ngoài việc sử dụng cá nhân). Tôi rất vui khi nói về chi tiết thực tế với bất cứ ai. Nó đã được thực hiện thành công trên một chiếc Mega Mega 16Mhz với thông số kỹ thuật của thiết bị phù hợp. Đáp ứng thời gian phản hồi quan trọng với một cái gì đó chậm hơn sẽ là một thách thức thực sự và làm gián đoạn thời gian phục vụ và đánh thức nói chung sẽ làm chậm thời gian phản hồi xuống quá nhiều để đáp ứng thông số kỹ thuật.

Có một số cách khác nhau để đặt micro trên xe buýt 1 dây đã được thực hiện trong nhiều năm qua và nô lệ micro 1 dây là một lĩnh vực quan tâm đặc biệt đối với tôi để tôi có thể đưa ra một số ý tưởng thiết kế cho bất kỳ ai quan tâm. Opcodes (chức năng) không bao giờ được thiết kế adhoc vì nó có thể dễ dàng gây rắc rối với các thiết bị 1-Dây khác trên mạng.

Xin lỗi về trang web 1-Wire.org, tôi đã bỏ nó ra khỏi túi của mình trong vài năm qua để mọi người có điểm khởi đầu cho những nỗ lực của họ với 1-Wire.

Dù sao, nếu bất cứ ai cần về các vấn đề thiết kế 1 dây, vui lòng liên hệ trực tiếp với tôi tại dml (at) sprynet.com hoặc thru admin@1wire.org và tôi sẽ cố gắng giúp đỡ nếu tôi có thể.