Botón Soft ON / OFF de enclavamiento

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¿Sería razonable implementar un botón de encendido / apagado como este?

Misrequisitosdediseñoenbreve:

  • HabilitelaalimentacióndelsistemadesdeunabateríaLiPodeunasolaceldainmediatamentedespuésdepresionarelbotónON/OFF.
  • LaalimentacióndelsistemasecontrolamedianteunpindeactivaciónactivaaltadeunconvertidordeCC/CCenmododeconmutación,ynosecambiadirectamente.
  • Elsistemadebemantenerseencendido,tambiéndurantelosposiblesreiniciosdelmicrocontrolador(MCU).
  • Laspulsacionesdelosbotonesposterioresnodeberíantenerningúnefectoeneldispositivoenejecución.
  • LoseventosdelosbotonesdebenserlegiblesporlaMCU.
  • LaMCUpuedeapagarelsistemadeformaactiva,despuésdepresionarelbotóndeencendidoduranteXsegundos.
  • Bajoconsumodeenergía,eidealmentecasisinusodeenergíaenelestadoAPAGADO.
  • Nohaycircuitosintegradosespecializados(eidealmentenohayMOSFETdiscretos,preferiblementeunasoluciónquesolouselógicasdigitalessimples).

Miantiguointentoseveíaasí:

Paramisorpresa,funcionabastantebien,perotuvedosproblemas:

  1. ElsistemaseapagasolocuandolaMCUsereiniciaautomáticamente,esdecir,cuandocargaunnuevoprogramaenlaRAMdesdeunatarjetaSD(sereinicióSYS_POWERGPIO).
  2. EscomúnmantenerpresionadoelbotóndeENCENDIDO/APAGADOduranteuntiempohastaqueeldispositivoseapaga,peroesonoesposibleconesta"puerta O" basada en diodo. Se debe soltar el botón para que ocurra el cierre ...

Actualmente estoy tratando de encontrar una solución más sencilla y esbozé la idea anterior en Logisim . La clave es usar un elemento de almacenamiento como un flip-flop.

(Un problema que veo con esa solución es que el flip-flop debería ser alimentado por la batería directamente. - (El flip-flop posiblemente podría ser reemplazado por un latch SR, pero podrían ocurrir estados no válidos ... O la compuerta OR se podría reemplazar con tres diodos, una entrada adicional que conecte el botón de encendido directamente al pin de habilitación de alimentación del sistema. Luego, el flip-flop deberá reaccionar al flanco descendente y encenderse después de que se active la alimentación del sistema. Eso parece peligroso y demasiado complicado ...))

Por cierto, actualmente estoy tratando de aprender más sobre electrónica y no soy un experto en absoluto. - Este es un proyecto de microcontrolador a nivel de pasatiempo, diseñado en KiCAD.

    
pregunta rel

3 respuestas

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Esta solución es ligeramente similar a Cristobols pero quizás con un estado de inicio mejor definido y menos tensión en el pin MCU. Esto:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

R10, R9 mantiene M1 apagado cuando se aplica alimentación. Cuando se presiona SW1, la puerta M1s está conectada a tierra por Q1 y M1 comienza a conducir a la carga. Q1 también activa Q4 para que estén enganchados. C1 hace un breve impulso a la base Q1, por lo que si el usuario mantiene presionado el botón Q1, Q3 aún puede apagarlo. La MCU puede decidir apagar la alimentación enviando un pulso en Q3. R6 probablemente se puede ajustar para mitigar los efectos de la alta impedancia / pullups si la MCU se reinicia.

La idea aquí es no bloquear la salida de M1s, ya que probablemente tiene un poco de capacitancia conectada. Un ejemplo: si la base de Q1 estuviera conectada con una resistencia a M1 ilustrada por el R12 en caja roja, Q3 tendría que descargar los condensadores del sistema a través de R12 para apagar M1.

Editar: Me di cuenta de que en realidad está controlando el pin EN de un regulador y no está cambiando la ruta de carga directamente. Pero creo que el circuito sugerido también funcionaría en un pin de habilitación.

    
respondido por el Dejvid_no1
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Conectar un botón pulsador directamente a la entrada CLK de un flip flop resultará en que el flop se active varias veces debido al rebote del interruptor.

Una segunda cosa es que las entradas a un flip flop, la entrada D en este caso, requieren que el tiempo de configuración sea estable en un nivel lógico antes del borde ascendente de CLK. Como tal, no funcionará para unir las entradas CLK y D juntas.

Un buen enfoque de diseño para este tipo de conmutación es utilizar el botón para encender la unidad y luego permitir que la MCU pueda leer el estado del botón y dejar que todo el control para apagar la unidad sea realizado por el software de la MCU. . Si usa un P-FET para encender la unidad, entonces, en el estado de apagado, no es necesario que haya corriente de la batería, a excepción de cualquier corriente de fuga de muy bajo nivel cuando el P-FET está polarizado en el estado de apagado.

Se requieren dos señales de la MCU, una para monitorear el estado del botón y otra para mantener la alimentación en ON o apagar la alimentación. Dependiendo de cómo elija construir el circuito asociado alrededor del P-FET, a veces puede ser más sencillo agregar una tercera señal MCU a la mezcla y separar la función de retención del control de apagado. Los circuitos para este tipo de cosas no requieren chips lógicos. Además, la MCU debe activarse rápidamente y una de las primeras cosas que debe hacer el software de la MCU es afirmar el control de retención.

    
respondido por el Michael Karas
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Los MOSFET no son tan complicados, especialmente en aplicaciones de encendido / apagado. Aquí hay un enfoque:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el Cristobol Polychronopolis

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