PIC микроконтроллері литий батареясының қуат беру жүйесінің қуат мәселесін талдау әдісін азайтады

2022/04/08

Авторы: Iflowpower –Портативті электр станциясының жеткізушісі

Кіріспе 1990 жылдардан бастап интегралдық схема сипаттамаларының төмендеуінің жалғасуымен және микросхеманың тығыздығы мен жұмыс жиілігінің сәйкес жаңа ұлғаюымен, қуат тұтынуды азайту микрон асты және терең микромасштабты интегралды схема дизайнын жобалаудағы маңызды мәселе болды. Жаңа өсіп келе жатқан қуат тұтыну тізбек параметрлерінің ауытқуы, сенімділік, жаңа чип пакетінің құны және т.б. сияқты бірқатар мәселелерге әкеледі. Сондықтан жүйенің қуат тұтынуы жүйеде, әсіресе батарея қуаты бар жүйелерде жобаланған.

Microchip PIC Series MCU – өнімділігі жоғары, қуаттылығы аз микроконтроллер жүйелерін жобалау үшін жақсы шешім. Төменде төмен қуатты жобалау әдісі және PIC микрокомпьютерінің төмен қуатты қолданбасын енгізудің нақты мысалы берілген. 1 Төмен қуатты жобалау әдісі Жүйені төмен қуат күйінде жұмыс істеу үшін микроконтроллердің конфигурациясын және жұмыс режимін дұрыс орнату керек.

Төменде ең жиі қолданылатын бір чипті микроконтроллермен біріктірілген төмен қуатты жүйені жобалау әдісі енгізілген. 1.1 Негізгі жобалау әдістері Жүйенің қуат тұтынуын азайтудың көптеген технологиялары бар, ең жиі қолданылатын ұйқы режимі.

Бағдарлама SLEEP нұсқаулығын орындайды және ұйқы режиміне енгізіледі. Ұйқы режиміне өту үшін кристалл тоқтатылады және осы уақытта бір чипті машина 3В қуат жағдайында тек 1А ток болады. Жүйе жұмыс істегенде, микроконтроллер жүйенің күту режимінде қуат тұтынуын азайту, батареяны пайдалануды ұзарту үшін жүйені қуатпен қамтамасыз ету үшін электрондық қосқыштарды пайдаланып, бақылау құралын немесе сыртқы оқиғаны пайдаланып микроконтроллерді мерзімді түрде оята алады.

Бір чипті микрокомпьютердің жұмыс жиілігі мен қуат тұтыну арасындағы байланыс та өте үлкен, жиілік неғұрлым жоғары болса, соғұрлым қуатты тұтыну жоғары болады. 32 кГц кристалды, 3 В жұмыс кернеуін пайдалану кезінде бір чипті микрокомпьютердің бір чипті PIC12, PIC16 сериясының типтік жұмыс тогы тек 15А құрайды; және 4МГц кристалды, 5В жұмыс кернеуі кезінде микроконтроллердің типтік жұмыс тогы бірнеше MA жетеді. Көптеген аз қуат тұтынуда төмен жылдамдықтағы кристалды тербеліс өте тиімді.

Егер микроконтроллер тербеліс болса, енгізу-шығару портының жұмысы арқылы тербеліс резисторын өзгертуге болады, осылайша микроконтроллердің жұмыс жиілігін өзгертіп, энергияны үнемдеу мақсаттарына қол жеткізуге болады. 1-суретте көрсетілгендей, бір енгізу/шығару істікшесі күту күйінде R1 параллель кедергісін алып тастай алады, микроконтроллердің жұмыс жиілігін азайтады. Жалғыз чип жұмыс істеп тұрғанда, енгізу/шығару істікшесін шығысқа және шығаруға жоғары деңгейге орнатуға болады, осылайша тербеліс жиілігін жақсартады.

1.2 Бір чипті жүйенің конструкциясында тербеліс тізбегінің дизайны, тербелмелі контурдың дизайны өте маңызды бөлігі болып табылады. PIC сериялы микроконтроллердің типтік тербеліс тізбегі 2-суретте көрсетілген.

Қалыпты жағдайда дизайнерлер өндіруші берген параметрлер кестесіне сәйкес таңдайды. Жүйе жақсы жұмыс істесе, ол енді жақсартылмайды. Шын мәнінде, бұл қолайлы емес.

Microchip микроконтроллерлері үлгіден және нұсқадан өзгеше болғандықтан, жұмыс кернеуі 2,5-тен 5,5В-қа дейін, ал автомобиль деңгейінің температурасы -40 ~ -125 ° C аралығында болуы мүмкін, бұл ретте жағдайлардың шектеулі саны берілген.

Нақты қоршаған орта параметрлері тербеліс тізбегінің өнімділігіне әсер етеді. Жоғары температура сияқты, төмен кернеу тербеліс контурының күшеюін және тербеліс жиілігін азайтудан немесе іске қосу қиын болуы мүмкін; төмен температура, жоғары кернеу контурдың күшеюіне әкелуі мүмкін, осылайша кристал қозғалады, зақымдалған потенциалды қауіп немесе тербелмелі контур жұмысы Жоғары уақыттағы гармоникалық жиіліктің жоғарылауы, жүйенің қуат тұтынуын арттырады. Сондықтан жүйенің тербеліс тізбегін қалай дұрыс құрастыру қажет.

PIC сериялы микроконтроллер туралы жалпы жобалау қадамдары төмендегідей: 1 Кристалды осцилляторды таңдаңыз. Жүйенің тербеліс жиілігіне сәйкес кристалды таңдаңыз. Сонымен қатар, кристалдық осциллятордың жұмыс температурасы мен жиілік тұрақтылығы да маңызды көрсеткіш болып табылады.

2 Осциллятор түрін таңдаңыз. PIC сериялы бір чипті микрокомпьютерде RC, LP, XT, HS сияқты тербеліс режимдері бар. RC режимінен басқа, тербеліс режимін таңдау шын мәнінде контурдың күшейтуін таңдау болып табылады.

Төмен күшейту төмен тербеліс жиілігіне, жоғары күшейту жоғары тербеліс жиілігіне сәйкес келеді. Жалпы, нақты жұмыс жиілігіне сәйкес таңдау үшін деректер нұсқаулығын қараңыз. 3 C1, C2 таңдаңыз.

Ең дұрысы, конденсатор деректер нұсқаулығының ауқымында болуы үшін жүйенің жоғары температурада және ең төменгі жұмыс кернеуінде дұрыс жұмыс істей алатынына көз жеткізіңіз. Сонымен қатар, тербеліс тізбегінің қуат қосулылығына қолайлы болатындай етіп, фазалық ығысуды арттыру үшін С2 С1-ден үлкенірек етіп таңдалады. 4 RS таңдаңыз.

Жоғарыда көрсетілген параметрлер RS өлшемін анықтау үшін таңдалған. Қарапайым әдіс - жүйенің ең төменгі температурада және максималды кернеуде жұмыс істеуіне мүмкіндік беру, бұл уақытта ол сағат тізбегінің максималды шығыс амплитудасы болуы керек. OSC2 істікшесінің шығыс толқын пішіні осциллографпен бақыланады (осциллографтың зонды контурға конденсаторды енгізетінін ескеріңіз, әдетте бірнеше пф), егер синус толқынының (VSS қабылдайтын) шыңы (VDD) болса тегіс немесе Flat түймесін басыңыз, суреттелген диск жетегінің шамадан тыс жүктелуі, OSC2 және C2 арасына 1 резистор RS қосыңыз, жалпы 1KωСол және оң немесе 1Kω-ден аз.

RS тым үлкен, тым жалпы болмауы керек, сондықтан кіріс пен шығыс оқшауланған, үлкен шу бар. Үлкенірек RS драйверді жоя алатынын байқасаңыз, оны өтеу үшін C2 жүктеме конденсаторын қосуға болады. C2 әдетте 15 ~ 33PF арасында таңдалады.

Жүйенің тербеліс тізбегінің конструкциясына жүйенің тұрақтылығы мен қуат тұтынуы қатты әсер етеді. Жалпы, жүйе SLEEP күйінен оянғанда, тербелмелі контурды іске қосу ең қиын (әсіресе жүйе жоғары температурада, төмен қысымда, төмен жиілікте жұмыс істейді). Бұл уақытта RS резисторы тербеліс тізбегінің басталуын жеңілдетеді, өйткені қымбат емес көміртекті пленка кедергісі ақ шуылға бейім, осылайша схемаға көмектеседі.

Сонымен қатар, фазалық ығысуды ұлғайту үшін C2 параметрін C1-ден сәл үлкенірек таңдаңыз, бұл схеманың шығуына да қолайлы. 2 Қолданудың нақты мысалы 2.1 Жүйе құрамы және блок-схема жүйесі PIC микроконтроллері, қос дыбысты декодтау коучинг тізбегі, дауыс интегралды схемасы, интерфейс тізбегі, VCC қуатты басқару тізбегі, радиожиілік тарату тізбегі және EEPROM арқылы маңызды, басқару және тұрмыстық құрылғылардың жұптарын аяқтай алады. Дабыл 3-суретте көрсетілгендей дыбыстық ақпаратты автоматты түрде жіберуді сұрайды.

2.2 Контроллер жұмыс істейді * Телефон нөмірі (бұдан әрі - жергілікті құрылғы) бір экранда болғанда, телефон желісінің кіріс кернеуі өзгереді, бұл CD40106 өзгеруіне әкеледі, CPU кірісіне RB0 үзу сигналы пайда болады, орталық процессорды оятыңыз, контроллер жұмыс күйіне өтеді. Жергілікті машинаның коаменттік науасы арқылы контроллердің әртүрлі функцияларын басқарыңыз.

Теледидарды, дыбысты, жарықтандыруды және басқа электр қуатын басқару сияқты. * Контроллер қоңырау сигналын қабылдағанда, CD40106 құрылғысының 4 істікшелі шығыс деңгейі өзгереді және үзіліс сигналы кіріс болып табылады, орталық процессорда үзіліс сигналы бар, ал орталық процессор жұмыс күйіне енеді және қоңырау сигналы есептеледі; орнатылған қоңырау нөміріне жету, контроллерді телефонды қабылдау күйіне енгізу, қашықтан жіберу DTMF сигналын қабылдауды бастау және MT8880 демодуляцияланған сигнал арқылы алынған сигнал микроконтроллерге бір чипке беріледі, деректер регистрде сақталады. , процессор басқарады, контроллердің әртүрлі функцияларын басқарады. * Контроллер дабыл ретінде әрекет еткенде және дабыл күйінде болғанда, дабыл зонды аймақтың алдын алу жағдайын анықтайды; зонд контроллерге полиция ақпаратын бергенде, процессордың RB5 үзу сигналын енгізіңіз, контроллер жұмыс күйіне кіреді, EEPROM чипінен алдын ала орнатылған дабыл телефон нөмірін оқыңыз, DTMF сигналдарына түрлендіріңіз, автоматты түрде теріңіз, ақпаратты автоматты түрде ауыстырыңыз дауыс түрінде пайдаланушы немесе тікелей дабыл.

2.3 Қолданба тізбегі (1) Телефон интерфейсі тізбегі Телефон және контроллер контроллерді қабылдау Алдында телефон тізбектей қосылған, телефон контроллерде телефонның әртүрлі функцияларын басқаруды жүзеге асыра алады. Интерфейс тізбегі суретте көрсетілгендей асқын кернеуден қорғау тізбегінен, полярлық түрлендіру тізбегінен және үзу сұрау схемасынан тұрады.

1 Артық қысымнан қорғау тізбегі. Телефон желісінің контурына қысымға сезімтал резистор R қосылады, ол екі шетіндегі кернеу оның жұмыс кернеуінен жоғары болғанда қысқа тұйықталуға ұшырайды, осылайша деңгейден кейінгі тізбекті жоғары қысымды қауіптерден қорғайды. Кернеу оның екі ұшына жұмыс кернеуінен аз қосылса, қысымға сезімтал қарсылық ашық болады, деңгейден кейінгі тізбектің жұмысына әсер етпейді.

Бұл конструкцияда қысымға сезімтал кедергінің жұмыс кернеуі 220 В құрайды. 2 полярлықты түрлендіру тізбегі. Айнымалы ток сигналы телефон желісінде берілетіндіктен, сигналдың полярлығын бекіту үшін тізбекке көпір қосылады, ал толық толқынды түзету орындалады.

3 Үзуді сұрау тізбегі. Батареяның жұмыс істеу уақытын ұзарту үшін процессор күту режимінде жұмыс режимінде жұмыс істейді және қашықтағы телефон мен жергілікті құрылғы іске қосылған кезде контроллер функциясы басқарылған кезде процессор процессорды оятады.

БІЗБЕН ХАБАРЛАСЫҢЫЗ
Тек бізге сіздің талаптарыңызды айтыңыз, біз сіз ойлағаннан да көп нәрсені жасай аламыз.
Сіздің сұрағыңызды жіберіңіз
Chat with Us

Сіздің сұрағыңызды жіберіңіз

Басқа тілді таңдаңыз
English
العربية
Deutsch
Español
français
italiano
日本語
한국어
Português
русский
简体中文
繁體中文
Afrikaans
አማርኛ
Azərbaycan
Беларуская
български
বাংলা
Bosanski
Català
Sugbuanon
Corsu
čeština
Cymraeg
dansk
Ελληνικά
Esperanto
Eesti
Euskara
فارسی
Suomi
Frysk
Gaeilgenah
Gàidhlig
Galego
ગુજરાતી
Hausa
Ōlelo Hawaiʻi
हिन्दी
Hmong
Hrvatski
Kreyòl ayisyen
Magyar
հայերեն
bahasa Indonesia
Igbo
Íslenska
עִברִית
Basa Jawa
ქართველი
Қазақ Тілі
ខ្មែរ
ಕನ್ನಡ
Kurdî (Kurmancî)
Кыргызча
Latin
Lëtzebuergesch
ລາວ
lietuvių
latviešu valoda‎
Malagasy
Maori
Македонски
മലയാളം
Монгол
मराठी
Bahasa Melayu
Maltese
ဗမာ
नेपाली
Nederlands
norsk
Chicheŵa
ਪੰਜਾਬੀ
Polski
پښتو
Română
سنڌي
සිංහල
Slovenčina
Slovenščina
Faasamoa
Shona
Af Soomaali
Shqip
Српски
Sesotho
Sundanese
svenska
Kiswahili
தமிழ்
తెలుగు
Точики
ภาษาไทย
Pilipino
Türkçe
Українська
اردو
O'zbek
Tiếng Việt
Xhosa
יידיש
èdè Yorùbá
Zulu
Қазіргі тіл:Қазақ Тілі