Napájecí zdroj pro mikropočítač s "doběhem"

Zpráva

VirtualMan · #1 Příspěvek od **VirtualMan** » 02 říj 2014, 01:28

Ahoj všem!
Snažím se najít a nikde nenacházím nějaký tip na hotový krám, nebo schéma jak udělat napájecí zdrojík pro mikropočítač, který by uměl po výpadku napájení udržet mikropočítač v chodu dokud ten úspěšně nepozavírá soubory a nevydá povel "chcípni".

Myslel jsem si že to bude poměrně běžná věc, a že stejný problém muselo řešit spousta lidí, ale zdá se že ne, nebo prostě neumím hledat.

- Představuju si zdrojík, který napájím externím napětím, řekněme 12V. (v původní konstrukci to mám už sraženo spínaným měničem na 5.8V)
- Ke zdrojíku je připojen lipo akumulátor (nejlépe jeden článek) o který se ten zdrojík stará a v době dostatku ho dobíjí.
- Ze zdrojíku leze 5V, 1-1.5A pro napájení mikropočítače.
- Na zdrojíku je vstup pro řídící signál z mikropočítače. Poté co mikropočítač nastartuje, pustí na ten vstup řekněme logickou jedničku.
- Když dojde k výpadku napájení, začne zdrojík těch 5V vyrábět z toho akumulátoru. To dělá tak dlouho, dokud na řídícím vstupu nezmizí řídící napětí - spadne do nuly. Tím se celý zdroj vypne, a akumulátor se dál nevybíjí.

Jeden takto fungující zdrojík jsem pokusně realizoval s IO TPS61200 a zdálo se mi, že funguje přesně jak jsem potřeboval, ale z neznámých důvodů když jsme se ho pokusili realizovat ve finálním zařízení, docházelo často k poškození toho IO, který pak sice fungoval jako zdroj dál, ale i ve "vypnutém stavu" (vypínání přes vývody EN a PS) měl potom nezanedbatelný vlastní odběr a vybíjel akumulátor.

Jsem připraven to třeba i koupit jako hotový blok a dobastlit to do zařízení, ale ne a ne něco takového dohledat. Nemůžu uvěřit, že by to byly nějaké neobvyklé požadavky a nechci znovu vynalézat kolo.

#2 Příspěvek od **Hill** » 02 říj 2014, 06:03

Dešifrovali jsme kdysi zapojení ve stroji od firmy Sulzer (tuším, že elektroniku pro ně dělali v Rorschachu), na polovodičích sbroušené označení, ve schématu nepopsané. Řízení od procesoru (tam byl ještě Z80CPU) jsme vůbec nenašli. ale obvodové zapojení silně připomínalo obyčejnou 555ku, a taky, že jo: vycházelo to ze známé doby poukládání dat a ukončení programu, ten časovač měl nastaveno jen po výpadku sítě podržet baterky připojené o pár sekund déle, než bylo potřeba k uložení "kde jsme to přestali" a "cyklus stihl/nestihl dojet celý". Podle toho to zřejmě řídilo, kterým RST bude po obnově síťového napětí pokračovat, ale tak daleko jsme to nezkoumali.
Vzhledem k tehdejší spotřebě té řídící elektroniky jsem nechápal, proč si procesor nepodrží baterky připojené jen do doby ukončení procesů, ale později nám to technik od firmy vysvětlil (když zjistil, že u nás jsme to tajné zapojení odhalili a je zbytečné s tím dělat tajnosti), že to u první verze zapojení bylo, ale nechránilo to pomocný zdroj: někdy při výpadku sítě došlo k takovému zarušení počítače, že se program zacyklil a počítač nejen, že nic neuložil, ale ještě vyžral baterky. Pokoušeli se to ošetřit jak softwarově, tak hardwarově, nakonec vyhrál nezávislý časovač jako nejspolehlivější řešení, protože po obnově napájení se stejně počítač restartoval, jen, jak jsem uvedl, od různých adres podle uložených příznaků v "nemizící" paměti.
To ti nenutím, je to jen námět.

termit256 · #3 Příspěvek od **termit256** » 02 říj 2014, 07:22

Mam to podobne jak pise Hill. Na prumyslovem pocitaci je jedno tlacitko na vypnuti/zapnuti po stisku ktereho se PC posle do hibernace a po cca 30 sec se vypne napajeni UPS. Pri vypadku site se to chova stejne jako pri stisku tlacitka vypnuti. Jen po cca 2 minutach aby se to nevypinalo i pri kratkodobych vypadcich. Cely proces vypinani a zalohovani funguje bez problemu a je do nejvyssi mozne miry blbuvzdorny.

Asi by to slo poskladat i s 555, mi prislo jednodussi pouzit maly MCU a logiku ovladani napsat softwarove.

#4 Příspěvek od **Hill** » 02 říj 2014, 07:38

S dnešními prostředky už nejspíš bude MCU ve funkci časovače stejně spolehlivá, možná i spolehlivěhší, než tehdy 555ka s elektrolytem v časovacím obvodu. Ale během 19 let jsme ze 102 kousků měnili ty elektrolyty dva, což pokládám za velmi slušný výsledek.
S akumulátory to bylo horší (tam byly NiCd tužkovky, v každé mašině baterie 20 kousků, protože to potřebovalo minimálně 22V), některé vytržely 3 roky, některé 5 let, pak jsme z vadných vybírali pokud možno stejné články a sestavovali akumulátory, co ještě rok vydržely, nakonec to spravil rozvod desítkou mědí z normálních olověných akumulátorů 24V umístěných ve zdrojovně po staré telefonní ústředně a dobíjených vlastní automatikou. Běžná životnost 7-9 let a cena nesrovnatelná.

VirtualMan · #5 Příspěvek od **VirtualMan** » 02 říj 2014, 07:51

Jo, s tím ovládáním to beru jako dobrý tip. Možná by se to dalo řešit i jen diodou a vhodným RC článkem, protože tam půjde o dost krátký čas. Ale mám tam dostatek volných portů na port expandéru řízeném přes I2c, tak si říkám proč přidávat další součástky. Rozkmitat by se to nemělo, protože nejdřív musí CPU běžet, aby mohlo přečíst stav napájení a případně zapsat nový stav na portu, kterým se zdroj řídí.

Hlavně mi jde o nějaký ten obvod zdroje, který umí běžet z lipo aku, a po vypnutí pokud možno už nic neodebírá. Asi by se to dalo v nouzi řešit i nějakou fintou s malým relátkem, které lipo nakonec zcela odpojí. Ale to je další spotřebič na desce...

Doufal jsem, že něco takového (jednočlánkový zdroj 5v s dobíjením aku) by se dalo koupit na dx.com, aliexpress, nebo tak někde. Ale nenašel jsem nic.

Vladimír

Olchor · #6 Příspěvek od **Olchor** » 02 říj 2014, 10:04

Na procesorových deskách se běžně na zálohování používají kapacitory. Jestli ti stačí na uložení dat čas do jedné vteřiny, spravil by to kond cca 10F.

fredis · #7 Příspěvek od **fredis** » 02 říj 2014, 12:22

Tak teď nevím. Kond nebo kapacitor?

monterjirka · #8 Příspěvek od **monterjirka** » 02 říj 2014, 12:45

Existuje profesionální řešení, ale není zadarmo.
Jsou UPS, které dokážou krátký výpadek překlenout a když se blíží "vypnutí UPS z důvodu minimální energie v AKU, pošlou info do PC, že má ukončit aplikace, uložit data a vypnout se.

Mira_A · #9 Příspěvek od **Mira_A** » 02 říj 2014, 14:39

termit256 píše:Mam to podobne jak pise Hill. Na prumyslovem pocitaci je jedno tlacitko na vypnuti/zapnuti po stisku ktereho se PC posle do hibernace a po cca 30 sec se vypne napajeni UPS. Pri vypadku site se to chova stejne jako pri stisku tlacitka vypnuti. Jen po cca 2 minutach aby se to nevypinalo i pri kratkodobych vypadcich. Cely proces vypinani a zalohovani funguje bez problemu a je do nejvyssi mozne miry blbuvzdorny.

Asi by to slo poskladat i s 555, mi prislo jednodussi pouzit maly MCU a logiku ovladani napsat softwarove.

Dobré ale co když bude nějaká aktualizace, která bude trvat déle.

#10 Příspěvek od **rnbw** » 02 říj 2014, 15:02

Hadam tam nie su Windows. A ked uz ano, tak hadam nie s pristupom na internet.

V pripade PC je najjednoduchsie pouzit UPS s komunikaciou (cez seriovy alebo USB port). Staci aj "blba" UPS, ktora signalizuje len vypadok signalom na seriovom porte.

VirtualMan · #11 Příspěvek od **VirtualMan** » 02 říj 2014, 17:36

Neblázněte chlapi! Tam je pár miliampér odběr. Potřebuju z toho zdroje dostávat v maximu tak 5W. Bavit se o UPSce je v tomto případě nesmysl. MonterJirka si evidentně nepřečetl původní dotaz

Nebavíme se PCčku, ale o malé desce s ARMem 2440. Ten zdrojík, co jsem od něj dával nahoře schéma mi na destičce zabíral plochu asi tak 1x1 cm (kromě baterie samozřejmě).

Olchor · #12 Příspěvek od **Olchor** » 02 říj 2014, 18:22

to fredis: kapacitor a kondenzátor je jedno a totéž. Akorát pojem kapacitor se používá pro speciální kondenzátory extrémně velké kapacity v řádu faradů.

#13 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 03 říj 2014, 14:11

Ten TPS61200 má maximální povolený napětí na vstupu 5.5V

Z vlastní zkušenosti vím, že stačí pár desetinek navíc a už to hoří. Dělaly to třeba i MAXy, jeden měl třeba povolených max. 11.5V a běda, když se k tomu připojil 12V aku.

P.S. A povolený proud při 5V je 600mA. Takže je to celý dost na hraně.

VirtualMan · #14 Příspěvek od **VirtualMan** » 03 říj 2014, 15:05

To je zajímavá stopa. Je otázka, čím to chlapci "ve výrobě" napájeli, a jestli těch 5V dodrželi. Já tam pouštěl asi 5.8, abych za oddělovacíma diodama měl cca 5.3 a vydrželo to. Mohl jsem mít štěstí na kus. Fakt je, napájení pro tento obvod může být klidně sraženo na třeba jen 4V.

Jim to údajně odcházelo nejspíš tehdy, když to zapnuli bez zátěže. Já jsem se tomu dost divil, že když to chodilo mě z ručně osazené desky a vyhrželo to všechny moje bastlpokusy, že jim to nechodilo...

Pokud jde o max. proudovou zátěž, asi by nebyl problém tu část celou zdvojit, a nechat běžet z jednoho aku dva ty obvody paralelně. Je to fakt neskutečně mrňavé...

Já jsem hlavně doufal, že se tady dovím že jsem ignorant, kterej si vůbec nevšiml hotového modulu XYZ124 kterej je přece už dávno v prodeji a každý ho používá.
Skoro to vypadá, že by stálo za to si nějaký takový modul pečlivě vyvinout, pak ho začít vyrábět a následně jeho prodejem do celého světa a přilehlých galaxií nechutně zbohatnout...

VirtualMan · #15 Příspěvek od **VirtualMan** » 03 říj 2014, 15:28

ZdenekHQ píše:A povolený proud při 5V je 600mA. Takže je to celý dost na hraně.

Já na té 61200 nijak nelpím. Když mi někdo poradí jiného švába, který umí step-up už od řekněme 3.5V a umí se nechat uspat tak, že v klidu bere třeba 20-30 uA, budu takovou radu taky považovat za účinnou pomoc....