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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Selbsterhaltung mit Hardware über uC steuern


Autor: Christian-Xmega (Gast)
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Hallo,

ich habe folgendes hardwaresetiges Problem:


Ich möchte über einen Ausgangspin XMEGA -> High (geht auf Gate Mosfet) 
die Versorungsspannung aufrechterhalten. ZUVOR wurde ein Taster 
gedrückt, der kurz das gesamte PCB mit Spannung versorgt.

Da auf dem Board bereits große Stützkondesatoren vorhanden sind müsste 
ein kurzer Einschaltmoment genügen um die Selbsterhaltung auszulösen. 
Das sieht man das die Betriebsled langsam (verzögert) ausgeht.

Die erste Idee war folgende: (Drainschaltung)

Es hat sich herausgestellt, das dadurch das GND-Potenzial verloren geht. 
Praktisch liegen über -GND Batt zu Pin 8,5V. Da kein GND am PCB selbst 
vorhanden funktioniert es leider so nicht?!? Selbst ein größerer 
Widerstand von Gate nach Source brachte kein Erfolg.



Ein anderer Lösungsansatz war ein Analogschalter von Texas Instruments:
TS12A4514 (normally closed)
-> Schalten der Versorungsspannung.

Problem ist aber: Wenn das Gerät aus ist, zieht der AnalogSchalter 
trotzdem eine Betriebsspannung über den V+ Anschluss 
(Versorungsanschluss des Analog-Schalters) selbst.


Ich suche deshalb Hilfe für eine Schaltung die nach folgender Logik 
funktionieren soll:

- Nutzer drückt Taster Betriebsspannung Batterie zu Board vorhanden. CPU 
bootet und setzt PD0 high um die Selbsterhaltung sofort auszulösen.

Selbsterhaltung = uC high an ein Gate/Basis Drain Source soll 
Betriebspannung zum Board leitet machen. (so war es ursprünglich 
geplant, funktioniert aber bis jetzt leider noch nicht)

Autor: Arno Nyhm (Gast)
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Nimm einen P-Kanal FET, schalte ihn in die positive Zuleitung zwischen 
Stromquelle (Source) und deiner Last (Drain), das Gate bekommt einen 
sanften Pullup zur immer versorgten Seite, vom Gate aus geht der 
Einschalt-Taster sowie ein NPN-Transistor nach Masse
Ist nur eine Prinzipübersicht - Details wie Gatewiderstände, der 
Vorwiderstand des NPN-Transistors, ... sowie die elektrischen Parameter 
des FETs (Rds(on) zu Vgs -> 'logic level') sind dabei außer Acht 
gelassen.

Autor: Floh (Gast)
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Beitrag "Selbstabschaltung - Mosfet Frage"
schau mal im Tread weiter runter, die letzte Schaltung tut dafür :-)

Autor: Robert L. (manateemoo)
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Ich habe das immer mit einem P-Mosfet und zwei N-Mosfets gelöst. Drückt 
man den Taster wird die Speisung eingeschalten. Der uC kann mit 
"PowerHold" die Speisung halten. Mit dem Signal "PowerBttn" wird der 
Taster gelesen, so kann der uC die Speisung wieder abschalten sobald der 
Taster nochmals gedrückt wird.

Autor: Arno Nyhm (Gast)
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@Robert: ...so hab' ich das gemeint :)
Das alles lässt sich ja quasi beliebig an die eigenen Anforderungen 
anpassen - das ist ja nur die Basis, allgemein eine anzuratende 
Erweiterung: ein RC-Glied (so gezeigt in den Appnotes von FTDI 
http://www.ftdichip.com/Support/Documents/DataShee... - 
Seite 25) bietet eine 'Sanftanlauf', also ein limitiertes dU/dt.

Einzig kritisch an Deiner (Frank) gezeigten Schaltung ist, dass eine 
Spannung am IO-Pin des Controllers anliegen kann ('PowerBttn'), bevor 
dieser versorgt ist!
Das mögen einige Controller gar nicht, andere wiederum stecken es 
problemlos weg (hier noch zu unterscheiden ist zwischen solchen, die es 
offiziell/dokumentiert können, andere machen es einfach, ohne, dass die 
Herstelles es garantieren).
Es ist also Vorsicht geboten!

Autor: Robert L. (manateemoo)
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@ Arno Nyhm
Beim Einschalten wird durch das dU/dt kuzeitig sicher ein "hoher" 
Strompuls durch den Kondensator vor dem LDO fliessen, das sehe ich aber 
nicht so kritisch. Die Ausgangsimpedanz Batterie und das Rdson begrenzen 
diesen Strompuls.
Hast du negative Erfahrungen diesbezüglch gemacht? Oder ist dieses 
schnelle Einschalten aus anderen Gründen problematisch?

Autor: Arno Nyhm (Gast)
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Wirklich kritisch ist es in den meisten Applikationen nicht - Bei der 
FTDI-Appnote geht es ja konkret um den Fall USB, bei den gegebenen 
Kabellängen/Querschnitten und begrenzter Stromlieferfähigkeit des Hosts 
und unbekannter Anzahl an anderen Geräte die auch daran saugen, ist es 
schon kein schlechter Plan, die Versorgungsspannung nicht zu schlagartig 
zu belasten.
In Wald- und Wiesen-Schaltungen (Mikrocontroller und Peripherie ohne 
große Stromaufnahme, ...) könnte man das unter Schaltungsästhetik 
verbuchen - nötig ist es für die grundlegende Funktion nicht.
Nur wenige, recht spezialisierte (analog) ICs sind wirklich auf ein 
'langsames' hochfahren der Versorgungsspannung angewiesen und verzeihen 
zu schnelles Versorgungssramping nicht. Microcontroller plus externem 
Resetcontroller mit (oder halt direkt interner) Brown-Out-Detection 
haben da geringere Ansprüche und laufen auch unter nahezu beliebigen 
Einschaltspannungs-Rampen zuverlässig an.
Ein anderes Kapitel stellt dann natürlich nich die EM-Abstrahlung dar, 
da sind steile Flanken natürlich Gift - wobei man bei diesem komplexen 
Themengebiet nicht sagen kann, dass mit diesem RC-Glied am Einschalt-FET 
'das alles viel besser' ist oder andererseits, dass ohne 'inakzeptable' 
Störungen auftreten... Aber tendenziell kann es weniger schaden als 
nutzen, somit reduziert sich die Frage fast nur darauf, ob man den 
Mehraufwand/Mehrpreis von zwei Bauteilen akzeptieren kann.
Anders gesagt: Sofern ein Layout entsteht würde ich die Pads mal 
vorsehen...

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