Cuda miernikowe.

Mon Sep 18, 2023 4:36 pm   

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...

Mon Sep 18, 2023 4:47 pm   

Dawid Rutkowski <drutkow1@wp.pl> napisał(a):

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: https://i.stack.imgur.com/SEPn0.jpg Widać obie
diody zabezpieczające, kondensator będący modelem pojemności wejściowej oraz
tranzystor włączający podciągnięcie (pull-up).

--
Grzegorz Niemirowski
https://www.grzegorz.net/

Mon Sep 18, 2023 5:13 pm   

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?

Mon Sep 18, 2023 7:28 pm   

Dawid Rutkowski <drutkow1@wp.pl> napisał(a):

Miernik ma tak dużą rezystancję, że nic by się nie stało.

--
Grzegorz Niemirowski
https://www.grzegorz.net/

Mon Sep 18, 2023 7:38 pm   

On Mon, 18 Sep 2023 07:36:51 -0700 (PDT), Dawid Rutkowski wrote:

Ten Hi-Z wcale nie musi byc taki Hi


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 ...



J.

Tue Sep 19, 2023 12:57 pm   

On Mon, 18 Sep 2023 08:13:21 -0700 (PDT), Dawid Rutkowski wrote:

Taki cyfrowy to czesto 10Mohm ...


no coz, nie bez powodu te procki pracują na coraz mniejszych
napieciach :-)

Jakie musiało byc napiecie i jaka rezystancja aby uszkodzic bramke
wejsciową ... trudno powiedziec.

Stare TTL mialy podawane maksymalne napiecie wejsciowe ... 7V, albo
5.5V, nie pamietam. Ale wytrzymywały znacznie więcej :-)

J.

Tue Sep 19, 2023 3:37 pm   

W dniu 18.09.2023 o 17:13, Dawid Rutkowski pisze:

diodę w zabezpieczeniu i dzieki temu mogłeś zmierzyć napięcie.
Dla -8V i 10Mom oporności miernika daje to 0,8uA.

--
Janusz

Tue Sep 19, 2023 8:41 pm   

W dniu 2023-09-18 o 17:13, Dawid Rutkowski pisze:


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.

Sat Sep 23, 2023 9:12 am   

Dawid Rutkowski wrote:


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.

Pozdrawiam, Piotr

Sat Sep 23, 2023 9:20 am   

Janusz wrote:


Rzekłbym, że 800nA to niemal elektrownia Kozienice, a nie "minimalny
prąd" W zeszłym roku zbudowałem z elementów dyskretnych całkiem
złożony układ, który działał stabilnie przy 26nA. Zasilany był z baterii
CeraCharge o oszałamiającej pojemności 100uAh.

Pozdrawiam, Piotr

Sat Sep 23, 2023 11:21 am   

W dniu 23.09.2023 o 09:20, Piotr Wyderski pisze:

To może nie potrzeba ładowarki, skoro są układy (TI?), które ktoś tu
niedawno pokazał. Tworzą energię (prawie) z niczego.

Robert

Sat Sep 23, 2023 8:45 pm   

Robert Wańkowski wrote:


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.

Pozdrawiam, Piotr