Современная электроника №6/2024

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 46 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 6 / 2024 Аккумуляторы 18650 имеют рабочие напряжения 3…4,2 В , что не позволяет использовать их непосредственно в схемах с 5- вольтовым питанием . В статье предложено схемное решение формирования требуемого значения напряжения методом накопления импульсов самоиндукции от дросселя . С целью уменьшения потребления энергии формируется режим « сна » для используемого микроконтроллера 12F675 и радиомодуля HC12 в комбинации с отключением общего провода других потребителей энергии электронным ключом на полевом транзисторе . Приведена методика расчёта длительности работы на аккумуляторе в режиме « измерение - сон » . Андрей Шабронов Введение Микроконтроллер ( МК ) 12F675 [1] в режиме « сон » потребляет несколько микроампер , что позволяет его исполь - зовать в схемах с автономным питани - ем . Такой режим подходит для объектов с большим периодом измерений , напри - мер , для термометрии зерна в элевато - рах . Для создания устойчивого посто - янного напряжения 5 вольт , которое необходимо в работе цифровых датчи - ков температур DS1820 с интерфейсом 1WIRE, используется преобразование импульсов самоиндукции внешнего дросселя . Импульсы формирует МК от внутреннего тактового генератора 4 мГц и передаёт их на установленный вывод . В режиме « сна » тактовый генератор МК не работает . Таким образом , нет импульсов и нет « холостого » потребле - ния энергии . Кроме того , электронный ключ на полевом транзисторе отклю - чает всех потребителей питания 5 В от общего провода и тем самым пол - ностью исключает потребление ими энергии . Схема преобразователя напряжения для радиоканала на МК 12F675 Принципиальная схема преобразова - теля напряжения для радиоканала на МК 12F675 с фотографиями сопутству - ющих элементов представлена на рис . 1. Назначение элементов и работа схе - мы . ● На разъём J3 подключаются входные сигналы радиомодуля HC12, по кото - рым передаётся и принимается ин - формация радиообмена . ● Установлен такой режим работы МК , при котором на выводе GP4 (3) выдаётся сигнал , равный по ча - стоте сигналу тактового генерато - ра МК . Такой режим предусмотрен при работе МК с тактированием дру - гих внешних устройств . Другие вы - воды МК настроены в соответствии с функцией управления и преобра - зования . ● Сигнал генерации поступает на два транзистора Q2 и Q3. Транзистор Q2 (2N7000) формирует импульсы само - индукции на катушке L1. Диод D1 (1N5817) выпрямляет импульсы , а кон - денсатор С 1 (2 мкФ ) выполняет нако - пление получаемого выпрямленного напряжения . При изменении питания от аккумулятора 18650 [2] в интервале 2,2…4,2 В формируется постоянное на - пряжение в интервале 6…15 В . ● Светодиод D2 сигнализирует о работе схемы и формировании напряжения . ● Транзистор Q3 (2N7000) при нали - чии импульсов от МК открыт , по - скольку через диод D3 формирует - ся напряжение на интегрирующей цепи R5C4. Если импульсов от МК нет , то конденсатор C4 разряжается через R5, и транзистор Q3 закрыва - ется . Элементы формирования 5  В (R1,2 C1,2 Q1) с датчиками шины 1WIRE отключаются от общего про - вода и , таким образом , не потребля - ют энергию аккумулятора . ● На разъём J1 подключается внешняя шина интерфейса 1WIRE для полу - чения данных от температурных дат - чиков DS1820 [5]. ● Предварительно радиомодуль HC12 переводится в режим « сна » про - граммно по командам от МК и вы - водится из режима « сна » тоже про - граммно , через вывод для установки режимов CON (5). ● Микросхема Q1 (LP2590) стабили - зирует меняющееся напряжение до 5 В для устойчивой работы ши - ны 1WIRE. ● Сопротивление R1 задаёт рабочий ток шины 1WIRE в качестве « под - тягивающего » элемента . ● Для измерения напряжения аккуму - лятора 18650 используется опорное напряжение 5 В через делитель ½ на сопротивлениях R2, R4. Таким об - разом , значение АЦП U1 (GP2) срав - нивается с питающим напряжени - ем МК . Параметрический линейный стабилизатор Q1 (LP2590) обеспечи - вает стабильность на уровне 1% от входного напряжения . Следователь - но , и точность измерения АЦП не Рис . 1. C хема преобразователя напряжения для радиоканала на МК 12F675