Microcontrolador de 1 cable con alimentación parásita?

He visto los sensores de 1 cable de Dallas, se ven geniales. Pero, me gustaría hacer algunos esclavos personalizados de 1 cable que pueden ser alimentados por parásitos (solo tierra + datos).

¿Alguien puede recomendar un microcontrolador de baja potencia que sea adecuado para esto?

¿Alguien tiene un circuito de muestra de cómo alimentaría un MCU desde el bus de 1 cable?

El bus de un cable tiene el bus pasivamente (es decir, con una resistencia) levantado en el sistema, y ​​los dispositivos se comunican en el bus tirando del bus hacia abajo. Lo que haría si quisiera extraer energía del autobús es:

1. Alimente la línea de datos directamente en el pin de entrada de datos de su microcontrolador.
2. También alimente la línea de datos en un diodo Schottky.
3. A la salida del diodo, ponga a tierra un capacitor grande (digamos 10uF).
4. Envíe la salida del diodo al pin VCC de su microcontrolador.

Debe usar un diodo Schottky para minimizar la caída de voltaje. La combinación de diodo / condensador debe hacer que la comunicación pueda tener lugar (es decir, conectar a tierra el bus periódicamente) sin apagar la MCU. Poner el condensador después del diodo mantendrá las transiciones en los datos del bus nítidas, mientras que mantiene la disminución de potencia (voltaje) en su MCU gradual. Cuanto menor sea la potencia del dispositivo que use, mejor será minimizar el drenaje de su condensador, pero casi cualquier MCU probablemente funcionará para usted. Mi preferencia son los AVR de Atmel, pero los MSP430 de TI y los PIC de Microchip también son buenos candidatos para un bajo consumo de energía.

Puede considerar agregar una solicitud a las funciones de su esclavo personalizado para decir "OK, voy a necesitar mucha corriente por un tiempo aquí", y agregar un pullup MOSFET a su salida. Luego, puede apagar esto durante unos pocos ciclos y ver si el esclavo todavía permite que la línea se levante resistivamente (como en la figura 3 de la página 3 de la hoja de datos DS18S20 ) . Muchos dispositivos de 1 cable no están Realmente 1 cable. Si no necesita interactuar con piezas reales de 1 cable y / o controla el nodo maestro, puede definir sus propias especificaciones y esto debería facilitar las cosas.

Su trabajo se hace más fácil porque su micro probablemente pueda manejar entre los 5V del bus y decaer hasta ~ 2.6. Por lo tanto, la configuración de Schottky y condensador antes mencionada debería funcionar, o incluso un diodo de silicio. Considere las siguientes configuraciones de diodos:

• Diodo de silicio: esta sería mi primera opción. Mientras su micro y cualquier periférico puedan funcionar a 4.3V, minimizará su corriente inversa de decenas a cientos (e incluso hasta mA cuando esté caliente) en un Schottky hasta decenas de nano-amperios
• Diodo Schottky: Use solo si el .4V entre el diodo estándar y Schottky es significativo para su aplicación, pero la corriente inversa en el orden de 100uA es aceptable.
• Diodo ideal: pruebe el LTC4411 o similar si el costo no es un problema (solo $ 1.75, pero más que un diodo pasivo) y una corriente inversa de 20uA es aceptable. Consulte la hoja de datos MSP430 para el consumo de energía. A 3V (usando una batería de iones de litio en lugar de un supercap con fugas, suponiendo que desee eliminar este dispositivo pero retener la RAM para una ejecución de código de energía más baja), puede tener un modo de hibernación de 100na (nano-amp, .1uA) que requiere una interrupción externa (¡como un cambio de pin!)

La otra opción es ser miserable en los requisitos de energía y usar una batería. Ver esta nota de aplicación de Maxim. Si puede mantener su MSP430 en modo de suspensión (es decir, solo se activa con un cambio de clavija, como un pulso de inicialización de 1 cable), puede promediar menos de 1uA y una celda de monedas le durará diez años (en teoría). ¿Cuánto tiempo quieres que dure el dispositivo?

Use un condensador para almacenar la energía, y conecte el extremo negativo del condensador a tierra, y conecte un diodo Schottky entre la línea de datos y el condensador. Los diodos Schottky tienen una baja caída hacia adelante.

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Para alimentar el microcontrolador desde el bus, solo necesita un diodo y un condensador. El capacitor amortigua el voltaje del bus y el diodo evita que un nivel bajo en el bus descargue el capacitor. Elija un diodo Schottky para tener una caída de voltaje mínima.

Advertencia: truco sucio por delante!
Esta chica no necesita el diodo para alimentar parásitamente su microcontrolador, e incluso el condensador no parece ser necesario. Ella usa una bobina como antena RFID en un puerto de E / S, y el voltaje a través de la bobina alimenta el dispositivo a través de los diodos de sujeción.

$V_{DD}$$V_{DD}$ . Beth abusa del diodo para alimentar el controlador desde el alto nivel de entrada de E / S. Y aparentemente su controlador incluso sigue funcionando sin el condensador. (En otro prototipo, ella utilizó condensadores para la estabilidad).

Muchas de las notas de la aplicación de 1 cable muestran el circuito estándar dentro del esclavo: un condensador entre GND y VCC del chip interno (en su caso, entre GND y VCC de su CPU). Además, un diodo de bloqueo desde la línea de datos a VCC del chip interno, para permitir que el condensador se llene cuando la línea de datos es alta, pero para bloquear la energía que se drena del condensador cuando la línea de datos se baja. Consulte el esquema en estas notas de la aplicación:

• http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/3754
• http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/1796
• http://www.1wire.org/index.html?target=p_164.html&lang=en-us

Mientras su condensador sea lo suficientemente grande, debería poder ejecutar la mayoría de los microcontroladores modernos. El Texas Instruments MSP430 era el micro de menor potencia cuando se introdujo. Escuché que Atmel afirma que sus AVR PicoPower usan menos energía que el MSP430. Además, los micros Microchip XLP usan relativamente poca energía.

Es posible que se sorprenda al ver lo que la gente amable de 1wire.org tiene que decir sobre la construcción de dispositivos esclavos 1: http://www.1wire.org/index.html?target=p_142.html&lang=en-us

yo

Acabo de tropezar con este hilo ... La verdadera pregunta es por qué quieres poder parasitario de tu esclavo. No todos los dispositivos de 1 cable son parásitos, y en general recomiendo no alimentarlos de esta manera. Es una suspensión de la necesidad de dispositivos en PCB donde la adición de un solo rastro fue un problema. Puede ser la causa de varios problemas en una red 1-Wire dependiendo de su diseño general. Por supuesto, mucho depende también de los diseños maestros del autobús. que puede soportar pull-ups activos.

Los esclavos de 1 cable del microprocesador se han realizado con éxito, pero debe cumplir con las especificaciones generales de sincronización de 1 cable. que la mayoría de las implementaciones que he visto no lo hacen (especialmente si esto es para algo más que para uso personal). Me gustaría hablar sobre detalles reales con alguien. Se ha realizado con éxito en un AVR Mega8 de 16Mhz con las especificaciones adecuadas del dispositivo. Cumplir con los tiempos críticos de respuesta con algo más lento sería un verdadero desafío e interrumpir los tiempos de servicio y las reactivaciones generalmente disminuirán demasiado el tiempo de respuesta para cumplir con las especificaciones.

Hay varias formas diferentes de colocar un micro en el bus 1-Wire que se han hecho en los últimos años y los micro esclavos 1-Wire son un área de especial interés para mí, por lo que puedo dar varias ideas de diseño a cualquier persona interesada. Los códigos de operación (funciones) nunca deben diseñarse ad hoc, ya que pueden causar problemas fácilmente con otros dispositivos 1-Wire en una red.

Perdón por el sitio web 1-Wire.org, lo he mantenido fuera de mi bolsillo durante los últimos años para que la gente tuviera un punto de partida para sus esfuerzos con 1-Wire.

De todos modos, si alguien necesita problemas de diseño de 1 cable, no dude en ponerse en contacto conmigo directamente en dml (at) sprynet.com o en [email protected] e intentaré ayudarlo si puedo.