Dziwna sytuacja. Ustawiam sobie pin na ATmega32 w stan Hi-Z (a przynajmniej tak mi się wydaje, DDRB2 i PORTB2 na 0). Wygląda na floating. Jak mierzę napięcie między tym pinem a GND oraz VDD to dla obu miernik cyfrowy pokazuje 0V. Czasem się zdarzało że przy mierzeniu między tym pinem a innym ustawionym na input+pull-up wychodziło 2,5-3V.
Ale na płytce jest też punkt z napięciem ok. -8V dla kontrastu graficznego LCD (czarno-białego). I gdy mięrzę między pinem niby na Hi-Z a tym punktem to dostaję takie samo ok. -8V jak między tym punktem a masą.
To co just nie tak? Ten Hi-Z to tylko w stosunku do dodatnich napięć? Czy taka dziwna uroda miernika?
Póki co układ nadal działa, wyświetlacz wyświetla. Ew. jeszcze do sprawdzenia czy ten pin nadal będzie sterował...
Dobrze kombinujesz, że Hi-Z jest tylko dla niektórych napięć. Dokładniej dla napięć mieszczących się między GND a VCC. Poza tym zakresem zadziałają diody zabezpieczające. Jak masz jedną końcówkę miernika podłączoną do -8 V, to druga zostanie przez diodę połączona z masą. Pin sam w sobie będzie nadal w stanie wysokiej rezystancji, nic nie będzie na nim aktywnie wymuszało napięcia. Zobacz sobie tutaj:
formatting link
Widać obie diody zabezpieczające, kondensator będący modelem pojemności wejściowej oraz tranzystor włączający podciągnięcie (pull-up).
poniedziałek, 18 września 2023 o 16:47:19 UTC+2 Grzegorz Niemirowski napisał(a):
Dzięki, jak widać układ jest bogatszy niż się na pierwszy rzut oka sądzi. Kolejna ciekawostka - że "przez miernik przechodzi napięcie", choć może niekoniecznie przez miernik, tylko akurat przez tą diodę zabezpieczającą. Dobrze, że mały prąd (tak przynajmniej interpretuję to, że woltomierz ma "dużą impedancję", ale już chyba więcej pomysłów na mierzenie napięć między dziwnymi punktami nie będę wypróbowywał, choć pin się nie uszkodził ;) Hmm, a jakby tych diod nie było, to takie zmierzeni mogoby jakoś uszkodzić mikrokontroler?
Pin ma pewnie zabezpieczenie przed ujemnym napieciem, dioda do masy. I tu nawet nieczuły miernik by pokazał, a co dopiero czuły..
Zobacz z jakiegos wiekszego napiecia, o 1V wieksze od zasilania, tylko czulym miernikiem. Moze tam byc podobna dioda do Vdd. A czuły miernik, zeby uC nie spalic ...
Podłączenie miernika nie mogłoby uszkodzić, ale jakbyś dotknął palcem podłączanego (przy tym pomiarze) do pinu przewodu, a wcześniej zrobił parę posuwistych kroków po dywanie, to mogło by to uszkodzić mikrokontroler. P.G.
Jest znacznie bogatszy nawet w porównaniu z przedstawionym schematem. Te "diody" są elementem pasożytniczym i trzeba się bardzo nakombinować, by nie powstały. To są fragment pasożytniczej struktury tyrystorowej. Dla stosunkowo małych energii działają jak zabezpieczenia nadnapięciowe, ale większa może tyrystor włączyć i, jak to tyrystor, już w tym stanie pozostanie aż do odcięcia zasilania (lub wypuszczenia magicznego dymu). Nazywa się to latchup.
Widziałem ciekawe zastosowanie tych diod: do pinów zegara mikrokontrolera podłączasz cewkę. Cewkę zbliżasz do innej cewki, która emituje sygnał o częstotliwości kilkuset kHz. Na pinach mikrokontrolera pojawia się sygnał, więc masz zegar. Ale jednocześnie ta cewka jest wpięta w mostek Graetza utworzony przez te diody. Jeśli do VDD/GND mikrokontrolera podłączysz kondensator (i nic więcej, nie ma zasilacza), to zasilacz zrobi się "sam". Te trzy elementy wystarczą do zbudowania prostego systemu zbliżeniowego typu karta płatnicza.
Rezystancja wejściowa tanich mierników napięcia to typowo 10MOhm, czyli w realiach CMOS stosunkowo niedużo. Prąd płynący przez "wyłączony" MOSFET zależy od rozkładu statystycznego energii nośników ładunku w krzemie, czyli w zakrytym przed światłem złączu -- od jego temperatury. Pin Hi-Z działa jak nieliniowy termistor, więc po zasileniu go przez
10M napięcie na nim będzie dość dowolne, jak to w dzielniku.
Następną barierą jest tlenek bramkowy tranzystora wejściowego. Jeśli nie przekroczysz napięcia przebicia, to nic mu się nie stanie. Np. drivery MOSFETów często mają zaznaczone maksymalne napięcie ujemne względem GND i bywają to spore wartości, rzędu -5V. Driver jest blisko tranzystora, dI/dt spore, indukcyjności ścieżki GND są niezerowe, więc napięcie GND sobie zauważalnie fruwa wokół 0V i driver musi to przeżyć. A jak napięcie przekracza napięcie "przebicia" bramki, to wszystko zależy od wydajności prądowej źródła. Przebicie powstaje albo w wyniku tunelowania kwantowego przez barierę tlenkową, albo jonizacji lawinowej nośników, które ugrzęzły w tym tlenku. Jak prąd jest bardzo mały, to i energia z konieczności jest, więc przez pewien czas nic wielkiego się nie stanie. A jak nie, no sobie wytopi dziurkę w tym tlenku i układ idzie do kosza.
Ja nie miałem nawet "prawie", trzeba było dać uczciwą baterię. A że zwykła bateria lub superkondensator z wiekiem tracą elektrolit, to użyłem eksperymentalnej baterii z elektrolite stałym.
ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here.
All logos and trade names are the property of their respective owners.