Do tej pory nie zastanawiali\u015bmy si\u0119 nad kwesti\u0105 zasilania. P\u0142ytka prototypowa STM32F4 Discovery by\u0142a bowiem pod\u0142\u0105czona bezpo\u015brednio do portu USB komputera, kt\u00f3ry dostarcza napi\u0119cia 5V, niezb\u0119dnego do dzia\u0142ania uk\u0142adu. Ale przecie\u017c tak nie mo\u017ce pozosta\u0107 na zawsze! W pewnym momencie b\u0119dziemy musieli pod\u0142\u0105czy\u0107 nasze urz\u0105dzenie w samochodzie, a tam raczej nie znajdziemy wolnego gniazda USB \ud83d\ude42 Sk\u0105d wi\u0119c „wyci\u0105gn\u0105\u0107” zasilanie? To w\u0142a\u015bnie temat na dzi\u015b…<\/p>\n
Wystarczy obni\u017cy\u0107 napi\u0119cie z 12V na 5V jakim\u015b stabilizatorem i po k\u0142opocie!<\/p><\/blockquote>\n
Hola hola, przede wszystkim nie z 12V \ud83d\ude42 Pami\u0119tajmy, i\u017c w czasie pracy silnika nominalne napi\u0119cie w instalacji elektrycznej wzrasta do poziomu nawet 14.5V. A musimy wytrzyma\u0107 o wiele wi\u0119cej – w zastosowaniach automotive przyj\u0119\u0142o si\u0119, i\u017c maksymalne napi\u0119cie jakie powinna wytrzyma\u0107 elektronika to 18V.<\/p>\n
Oj tam, przecie\u017c nadal jaki\u015b prosty i tani stabilizator 7805 da sobie rad\u0119!<\/p><\/blockquote>\n
Zanim podejmiemy pochopn\u0105 decyzj\u0119, zastan\u00f3wmy si\u0119 ile faktycznie pr\u0105du b\u0119dzie pobiera\u0142 nasz uk\u0142ad. Wed\u0142ug noty katalogowej mikrokontroler STM32F407 potrzebuje oko\u0142o 120-150mA przy napi\u0119ciu 3.3V i cz\u0119stotliwo\u015bci zegara 168MHz – przyjmijmy 200mA z pewnym zapasem. Drugim najwi\u0119kszym po\u017ceraczem energii b\u0119dzie… pod\u015bwietlanie panelu LCD, na kt\u00f3re nale\u017cy przewidzie\u0107 oko\u0142o 100mA. Trzecia w kolejce stoi karta pami\u0119ci. Co prawda w czasie spoczynku jej apetyt ogranicza si\u0119 do kilku-kilkunastu miliamper\u00f3w, jednak w czasie odczytu\/zapisu potrafi podskoczy\u0107 do 50-80mA. Pozosta\u0142e komponenty, takie jak transceivery CAN oraz interfejs diagnostyczny OBD sumarycznie b\u0119d\u0105 potrzebowa\u0142y oko\u0142o 50mA. Za pomoc\u0105 zgrubnych, in\u017cynierskich estymat uzyskali\u015bmy wynik na poziomie 350-400mA.<\/p>\n
Idealnie…. Nasz 7805 poci\u0105gnie spokojnie 1A \ud83d\ude42 <\/p><\/blockquote>\n
Poci\u0105gnie, ale b\u0119dzie mu do\u015b\u0107 ciep\u0142o… Pami\u0119tajmy, \u017ce pr\u0105d na wej\u015bciu liniowego musi by\u0107 r\u00f3wny pr\u0105dowi na wyj\u015bciu. To oznacza, i\u017c musi on jako\u015b wytraci\u0107 ca\u0142\u0105 r\u00f3\u017cnic\u0119 mocy, zgodnie ze wzorem:<\/p>\n
P = (Uin-Uout) * I<\/p>\n
Czyli w naszym przypadku:<\/p>\n
(14.4V-5V) * 400mA = 3.76W<\/p>\n
Jak wytraci\u0107, ano w formie ciep\u0142a!<\/p>\n
Oko\u0142o czterech wat\u00f3w mocy – to przecie\u017c niewiele<\/p><\/blockquote>\n
Ogromnie du\u017co! Spr\u00f3bujcie chwyci\u0107 w r\u0119ce malutk\u0105, 5W \u017car\u00f3wk\u0119 o\u015bwietlenia kabiny w Waszych samochodach po kilku minutach pracy. Gwarantuje, \u017ce nie b\u0119dzie to przyjemne do\u015bwiadczenie. To samo b\u0119dzie si\u0119 dzia\u0142o w ciasnej obudowie licznika, bez wentylacji, w upalny dzie\u0144, kiedy deska rozdzielcza rozgrzeje si\u0119 do ponad 50 stopni Celsjusza. Tego nasz biedny kolega 7805 d\u0142ugo nie wytrzyma.<\/p>\n
Jedyn\u0105 sensown\u0105 opcj\u0105 wydaje si\u0119 wi\u0119c by\u0107 przetwornica DC\/DC, kt\u00f3ra obni\u017cy napi\u0119cie instalacji elektrycznej przy akceptowalnej ilo\u015bci wydzielanego ciep\u0142a. <\/p>\n
Pami\u0119tajmy przy tym, \u017ce nasze urz\u0105dzenie wymaga tak na prawd\u0119 dw\u00f3ch napi\u0119\u0107 zasilaj\u0105cych: 3.3V dla mikrokontrolera oraz 5V dla uk\u0142ad\u00f3w peryferyjnych. O ile przej\u015bcie z 14-12V na 5V przy u\u017cyciu stabilizatora liniowego by\u0142o kiepskim rozwi\u0105zaniem, to ju\u017c konwersja 5V do 3.3V wydaje si\u0119 mie\u0107 sens, zw\u0142aszcza \u017ce jedynie cz\u0119\u015b\u0107 obwod\u00f3w wymaga ni\u017cszego napi\u0119cia zasilania.<\/p>\n
To oczywi\u015bcie nie koniec tematu zasilania. Chcia\u0142bym po\u015bwi\u0119ci\u0107 mu znacznie wi\u0119cej czasu, gdy\u017c jest to zagadnienie bardzo cz\u0119sto pomijane lub traktowane zdawkowo w zdecydowanej wi\u0119kszo\u015bci wszelkich kurs\u00f3w programowania system\u00f3w wbudowanych i mikrokontroler\u00f3w.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Do tej pory nie zastanawiali\u015bmy si\u0119 nad kwesti\u0105 zasilania. P\u0142ytka prototypowa STM32F4 Discovery by\u0142a bowiem pod\u0142\u0105czona bezpo\u015brednio do portu USB komputera, kt\u00f3ry dostarcza napi\u0119cia 5V, niezb\u0119dnego do dzia\u0142ania uk\u0142adu. Ale przecie\u017c tak nie mo\u017ce pozosta\u0107 na zawsze! W pewnym momencie b\u0119dziemy musieli pod\u0142\u0105czy\u0107 nasze urz\u0105dzenie w samochodzie, a tam raczej nie znajdziemy wolnego gniazda USB […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1004,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"class_list":{"0":"post-827","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","6":"hentry","7":"category-stodni","9":"post-with-thumbnail","10":"post-with-thumbnail-large"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/hayperek.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/827","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/hayperek.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/hayperek.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/hayperek.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/hayperek.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=827"}],"version-history":[{"count":8,"href":"https:\/\/hayperek.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/827\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":980,"href":"https:\/\/hayperek.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/827\/revisions\/980"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/hayperek.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1004"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/hayperek.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=827"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/hayperek.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=827"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/hayperek.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=827"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}