Cấp nguồn cho IC từ dòng GPIO

Tôi đã có một ứng dụng năng lượng thấp sẽ được cung cấp năng lượng từ một tế bào Li coin. Tôi đã đạt được dòng ngủ thỏa đáng với MCU đã chọn.

Tuy nhiên, IC ADC ứng dụng lại là một vấn đề khác: 900 MạnhA trong khi không hoạt động - quá nhiều cho một ứng dụng tế bào tiền xu.

Vì vậy, tôi nghĩ tại sao không cách ly nguồn điện với ADC khi nó không được sử dụng. Hai ý tưởng nảy ra: một FET cao cấp trên Vdd của ADC hoặc chỉ kết nối chân Vdd (hoặc Vss) của ADC với một trong các chân GPIO MCU (giả sử dòng điện nằm trong thông số nguồn / chìm của MCU).

Tôi cho rằng sẽ có rất nhiều bài viết, ghi chú ứng dụng, vv thảo luận về ý tưởng này, nhưng tôi vẫn chưa tìm thấy bất cứ điều gì trên mạng. Trước khi tôi bắt đầu thử nghiệm, bất kỳ ai cũng có thể chỉ cho tôi bất kỳ bài viết / ghi chú ứng dụng trực tuyến nào không? Hay đó chỉ là một ý tưởng tồi? và nếu vậy tại sao?

(Ya, biết rằng hầu hết các MCU đều có ADC tích hợp. Vì những lý do ngoài phạm vi truy vấn, tôi thực sự phải sử dụng IC ADC bên ngoài này.)

Cảm ơn!

Cấp nguồn cho thiết bị thông qua chân GPIO thường là một ý tưởng tồi. Trong chế độ quyền lực rất thấp, có lẽ bạn có thể thoát khỏi nó, nhưng tôi sẽ không khuyến nghị điều đó trừ khi bạn có những ràng buộc rất nghiêm trọng.

Bạn đã lưu ý rằng bạn đã kiểm tra rằng yêu cầu của ADC thấp hơn khả năng điều khiển của pin. Đó thường là những gì nhiều người không bận tâm kiểm tra. Nếu mức tiêu thụ nằm trong giới hạn yêu cầu, thì bạn có thể ổn về số lượng đó. Tuy nhiên, đảm bảo rằng mọi yêu cầu hiện tại tạm thời từ ADC cũng được chứa trong khả năng điều khiển GPIO. Ít nhất bạn sẽ yêu cầu sự phân tách hợp lý nặng nề đối với nguồn cung cấp ADC. Hãy nhớ thực tế rằng đầu ra GPIO không phải là đường cung cấp trở kháng thấp và sẽ chậm hơn để đáp ứng các yêu cầu hiện tại.

Thứ hai, vì bạn đang sử dụng ADC và tại đó ADC không được tích hợp vào uC (đó sẽ là điều bạn nên làm với mức tiêu thụ điện năng rất thấp), tôi cho rằng bạn có một số yêu cầu phát sinh ' t hài lòng bởi ADC nội bộ. GPIO, không phải là một đường cung cấp, và quan trọng hơn, là GPIO của vi điều khiển, chắc chắn sẽ bị ô nhiễm bởi ít nhất là tần số xung nhịp của uC, sóng hài của nó và có thể là sóng âm phụ. Vì bạn cũng sẽ lái một số dòng đáng kể qua nó, tôi sẽ không ngạc nhiên nếu các hiệu ứng khác cũng được đưa vào. Thậm chí, bạn có thể sẽ thấy các thành phần nhỏ của SPI / I2C / nguồn cung cấp của bạn, tùy thuộc vào GPIO bạn sử dụng và mức độ phân tách nặng bao nhiêu. Nếu độ phân giải ADC và hiệu suất tiếng ồn là quan trọng,

FET bên cao là đặt cược tốt hơn nhiều, và an toàn hơn. Bạn cũng có thể xem xét sử dụng bất kỳ số lượng IC liên quan đến nguồn nào có điều khiển Kích hoạt, chẳng hạn như LDO và tương tự. Một LDO gần với nguồn cung cấp ADC cũng có thể giúp cải thiện hiệu suất. Tuy nhiên, lưu ý rằng điều này có nghĩa là ADC của bạn sẽ phải chạy ở điện áp thấp hơn một chút. Điều này cũng sẽ xảy ra với một công tắc bóng bán dẫn đơn giản, và với FET Rdson thấp, hiệu ứng sẽ được thừa nhận là nhỏ hơn nhiều, nhưng nó sẽ tồn tại.

Một điều mà bạn cần lưu ý là việc kết nối các đường kỹ thuật số của IC không được cấp nguồn với GPIO của một uC được cấp nguồn không phải là một ý tưởng hay. Bạn sẽ kết thúc việc tăng sức mạnh cho ADC của mình thông qua các IO kỹ thuật số của nó và gây ra hành vi lạ và có khả năng nguy hiểm. Cụ thể, tôi sẽ ngạc nhiên nếu ADC của bạn không phản hồi ngay cả khi TẮT. Điều này có khả năng gây ra sự xuống cấp lâu dài và ăn vào lợi thế tiết kiệm năng lượng ngay từ đầu. Để làm cho nó tắt tốt, bạn nên sử dụng bộ đệm dịch mức cho mỗi dòng kỹ thuật số giữa hai với khả năng vô hiệu hóa (tristate) các đầu ra. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng chân EN, có thể hoặc sử dụng bộ đệm với các cơ chế khác để vô hiệu hóa (ví dụ SN74LVC1T45 nếu nguồn cung ở một bên bị kéo xuống đất chẳng hạn). Việc lược đồ có hữu ích hay không phụ thuộc vào mức tiêu thụ của bộ đệm ở trạng thái TẮT, mức tiêu thụ ở trạng thái BẬT và chu kỳ nhiệm vụ (phần thời gian bạn muốn BẬT nó) và mức tiêu thụ ADC (900uA) bạn có thể tiết kiệm bằng cách làm điều này. Nếu bạn rất cẩn thận, bạn có thể tránh được sự cần thiết của bộ đệm bằng cách sử dụng các IO uC được kết nối với ADC trước khi tắt nó, và do đó tạo ra hiệu ứng tương tự.

Vâng, bạn có thể làm điều đó, chỉ cần đảm bảo rằng tất cả các ràng buộc được đáp ứng. Tôi đã làm điều này một vài lần. Sử dụng đầu ra của vi điều khiển để thực sự cấp nguồn cho một mạch nhỏ thay vì thay đổi công suất của nó có thể là một cách hữu ích để tiết kiệm không gian. Tôi đã sử dụng điều này trong một dự án, ví dụ, để bật một mặt trước tương tự máy thu siêu âm khi cần thiết.

Khác với vấn đề rõ ràng về dòng điện giới hạn có sẵn từ chân đầu ra, bạn phải xem tiếng ồn từ micro đi vào mạch chuyển mạch và xử lý dòng điện thoáng qua do mạch tạo ra. Thêm một nắp để nối đất trên chân đầu ra kỹ thuật số sẽ giúp giải quyết cả hai vấn đề, nhưng bạn cũng phải xem xét mức độ điện dung mà micro có thể điều khiển trong khi bật hoặc tắt dòng.

Đây không phải là điều bạn nên làm nhẹ nhàng và bạn cần suy nghĩ về các vấn đề một cách cẩn thận, nhưng sau khi bạn đã làm xong bài tập về nhà và nó vẫn có ý nghĩa, hãy tiếp tục.

Vâng, bạn có thể làm điều này. Và nhiều người có. Ví dụ: Adaf nhung cho thấy điều này được thực hiện cho RTC DS1307 trên một adruino, được cung cấp bởi hai gpio (như vcc và gnd) . Điều này cũng được thực hiện cho màn hình LCD của Nokia, chỉ cần 1 mA cho màn hình (Đèn nền là một câu chuyện khác, nhưng vẫn có thể được thực hiện bởi gpio).

Một nguồn năng lượng là một nguồn năng lượng. Miễn là mức rút hiện tại của bạn thấp, (Hoặc bạn có thể chịu được sự sụt áp do điện áp hiện tại trên các chân cổng của mcu), bạn có thể làm điều đó.

Bây giờ, nó phụ thuộc vào mức độ sạch của đầu ra gpio. Một số IC ít có khả năng phàn nàn về một dòng hơi bẩn hơn những cái khác. ADC có thể là một trong những lựa chọn không phải là lựa chọn tốt nhất. Một nguồn bẩn có thể ảnh hưởng đến độ phân giải hoặc độ tin cậy của ADC. Nó có thể làm cho ADC bên ngoài tồi tệ hơn ADC bên trong. Giống như những người khác đã đề cập, một nắp có thể giúp đỡ.

Không thể xào ADC, vì vậy đặt cược tốt nhất? Đấu dây nó lên, và chạy nó qua một số bài kiểm tra hiệu chuẩn. Nếu nó hoạt động, đi với nó. Nếu không, sử dụng bóng bán dẫn npn hoặc thai nhi tương tự để cắt điện. Một điều nữa thôi. đảm bảo rằng bạn chuyển các chân dữ liệu thành đầu vào khi tắt IC và đợi cho đến khi bạn bật pin nguồn trước khi chuyển chúng sang chế độ cần thiết.