Microcontrolere Condensatoare și putere
Proiectare și fabricare de echipamente electronice.
Când avem mai multe componente pe același PCB, un aspect important pentru funcționarea corectă a acestuia este adăugarea de condensatoare de decuplare, condensatoare în vrac și filtrarea puterii între diferitele părți. În această postare de blog prezint un exemplu practic de defecțiune din cauza lipsei de filtrare a sursei de alimentare a unui microcontroler.
Toate circuitele integrate necesită niveluri maxime și minime de tensiune pentru funcționarea lor. Dacă trecem peste partea de sus, de obicei, ardem circuitul și, dacă rămânem sub circuit, acesta nu funcționează sau o face într-un mod incorect.
Într-un PCB, cel mai frecvent este că toate circuitele integrate au două tipuri de condensatori pentru alimentarea lor:
Așa că vom pune întotdeauna condensatori nanofarad pe toți pinii de putere ai circuitelor integrate, cât mai aproape de ei. Și unul sau mai mulți condensatori de microfarade pe PCB, pentru a preveni tranzitorii de tensiune externă sau cei produși de componentele PCB în sine, fiind o problemă pentru restul componentelor.
Când în interiorul unui PCB avem zone diferite: o zonă de alimentare, alta cu circuite digitale, alta cu circuite analogice, etc ... este potrivit să adăugați condensatori în vrac în fiecare dintre zone și să filtrați sursele de alimentare (avioanele de alimentare) între ele . Astfel încât, de exemplu, zgomotul generat de circuitele digitale să nu treacă în zona analogică, determinându-l să funcționeze necorespunzător.
Ca exemplu al celor de mai sus, arăt un caz foarte simplu al unui circuit cu un microcontroler, în care va avea loc o defecțiune, din cauza neaparării sursei de alimentare a microcontrolerului de cea a unui alt circuit digital care este alimentat de la aceeași sursă.
În imaginea următoare puteți vedea un PCB în care aceeași sursă de alimentare (cutie galbenă) alimentează un microcontroler (cutie albastră) și alte electronice (cutii albe).
Folosind circuitul din cutia verde, microcontrolerul poate da sau elimina curentul de la sursă la electronica din casetele albe. În cutia roz vedem condensatorul în vrac C20 (condensator al mai multor microfarade) al planului de putere care merge la microcontroler și urmărește lipirea diferitelor componente.
Schema de alimentare este după cum urmează:
Alimentare 3V3 (nu toate componentele din diagramă sunt asamblate).
U1 este o sursă de comutare care ne oferă o ieșire de 3V3 și până la 1A, consumul microcontrolerului și al restului de electronice pe care urmează să le conectăm la această sursă este mai mic de 0,5 A, deci, în principiu, totul sună bine și ne putem gândi conectând totul la aceeași sursă de ieșire direct.
Prin tranzistorul Q1, microcontrolerul poate da sau elimina puterea de la sursa 3V3 la electronica din cutiile albe care sunt conectate la Vdd.
Pentru a conecta microcontrolerul la sursa 3V3 am lăsat următoarea diagramă pe PCB:
Putere microcontroler.
C20 este condensatorul în vrac al părții PCB (planul de putere) în care se află microcontrolerul și pentru a conecta această sursă de alimentare a microcontrolerului la sursa 3V3 am lăsat două urme pe PCB, un rezistor/inductanță R10 și o diodă D4.
Lăsăm dioda fără lipire și în R10 lipim un rezistor de 0 ohmi pentru a conecta direct sursa de alimentare a microcontrolerului la sursa 3V3 și, prin urmare, se conectează direct la sursa de alimentare a restului electronicelor conectate la Vdd când Q1 conduce.
0 ohm rezistență la R10.
Am pus un program în microcontroler în care atunci când butonul de pe PCB este apăsat, electronica casetelor albe este pornită, electronica conectată la Vdd în prima schemă.
Și asta se întâmplă când îl testăm: