¿Cómo se comportan los microcontroladores (MSP430G2452 / G2553 específicamente) cuando la batería se está agotando?

El problema con la caída descontrolada de VCC es el siguiente. Comportamiento erratico. Temporización inestable. Brown-Outs. Y estancamiento. O peor, la corrupción. Ni siquiera teniendo en cuenta los voltajes de entrada no coincidentes.

De las preguntas más frecuentes de TI MSP430, para comenzar con un voltaje demasiado bajo

  

Hay varios problemas comunes que evitan que un dispositivo MSP430 tenga un problema durante el inicio (parece que el dispositivo no funciona en absoluto):

     

Ejecución de la CPU a una frecuencia más alta sin una fuente de alimentación adecuada
  El problema más común es que la CPU está configurada para funcionar a una frecuencia más alta antes de que se alcance el voltaje de alimentación mínimo . Este problema ocurre si Vcc se está acelerando relativamente lentamente que el código predeterminado que establece la frecuencia de la CPU. Esta información se puede encontrar en la hoja de datos del dispositivo, generalmente en la sección "Condiciones de funcionamiento recomendadas".

  

Enestecaso,lasoluciónalternativaseríacrearunpequeñoretrasoenelinicioantesdeconfigurarlaCPUparaqueseejecuteaunafrecuenciamásalta,omedirelVccusandoelADCinternoparaasegurarsedequeelniveldeVccapropiadosehaalcanzadoantesdeejecutarlaCPUenunafrecuenciamásalta.

Entiempodeejecución:

  

OtroproblemapodríasurgirsilaCPUestáfuncionandoaunafrecuenciamásaltaylatensióndealimentacióndisminuyeduranteeltiempodeejecución.Enestecaso,serecomiendamantenereldispositivoenestadoderestablecimientosiemprequelatensióndealimentacióncaigapordebajodelatensiónmínimaadecuadanecesariaparaejecutarlaCPUalafrecuenciamásalta.Sinolohace,yanosepuedegarantizarqueeldispositivonofuncionecorrectamente,einclusopodríacausardañosgraves,comodañosenlamemoriaflash(consulte:MSP430_Flash_Best_Practices).

Laguíareferidadice:

  

CorrupcióndeFlash:razonescomunes:
  BajaVCCduranteunaejecuciónintencionaldeflashwrite/erase

Nosereduciráautomáticamenteeltiempoparaajustar.Ningúnmicrocontroladorseafaik.

Brownoutnoseaplicaaquíaunabateríaquedisminuyelentamente

SiVCCestáporencimadelvoltajeV(B_IT-),elrestablecimientodesalidadesalidanoseactiva.ParaelMSP430G25x3,elvoltajeV(B_IT-)indicadosueleserde1,35voltios.LosVhysdehisteria(B_IT-)o,aveces,V(B_IT+)son140mVtípicossobreV(B_IT-).V(B_IT-)+Vhys(B_IT-)esigualomenorque1.8V.Típicamente1.5voltios.LoqueestosignificaesqueunabateríaquesedescargalentamentenoactivaráunBrownoutporquenocaepordebajode1,35voltios.Todo,desde1.799voltiosa1.35voltiosseráindefinido,funkyydarálugaramásproblemas.Noestádestinadoafuncionartanbajo.

Elreiniciodeencendidoesaúnmásbajo.

ElreiniciodeencendidoseaplicaenVcc(Min)oVcc(Inicio),quees0.7*V(B_IT-).Comonormalmenteson1,35V,elvoltajeBOR,elvoltajePORes0,945voltios.

Ah,ydejarcaerintencionalmenteelvoltajepordebajodeloquesenecesitasepuedeutilizarcomo un vector de ataque por hackers:

  

Un BSL deshabilitado puede ser omitido por una falla de voltaje , una técnica tomada de la tecnología de tarjeta inteligente "Unlooper". Un circuito R / C se carga a un voltaje que es significativamente menor que el mínimo requerido por el chip de la víctima. Si esto se cronometra correctamente, se pueden introducir fallas en el comportamiento de ese chip, como la omisión de un chip. registro de reescritura.

Sugiero leerlo solo para entender lo que está sucediendo. Es una lectura corta y divertida.

Dicho eso, aún puede funcionar por debajo del mínimo establecido.

Un hombre tomó un msp430 y usó super-caps para ver cuánto tiempo duraría como un reloj. Velocidad mínima, mucho tiempo en reposo. Las mayúsculas llegaron a menos de 1.7V y aún se estaban ejecutando .

  

ACTUALIZACIÓN (10/11/2010): Todavía se está ejecutando. Los topes se han reducido a 1.73 V, que está por debajo del voltaje nominal de msp, pero sigue arrojando números. No sé si estoy más sorprendido de que el procesador aún esté funcionando, o la pantalla LCD.

     

ACTUALIZACIÓN (2/2/2010): Todavía en funcionamiento. Los límites están por debajo de 1,7 V, apenas por encima del voltaje de polarización en las pantallas LCD, por lo que apenas se pueden ver los dígitos y tardan medio segundo en resolverse realmente.

La Guía del usuario de MSP430x2xx describe el restablecimiento de la caída de tensión en la sección 2.1.1:

  

El circuito de restablecimiento de caída de tensión detecta bajos voltajes de suministro, como cuando se aplica o se elimina un voltaje de suministro del terminal V _CC . El circuito de restablecimiento de la interrupción de la tensión del servicio restablece el dispositivo activando un encendido POR cuando se aplica o se elimina la alimentación. Los niveles operativos se muestran en la Figura 2-2.
  […] El BOR proporciona un restablecimiento para fallas de energía donde V _CC no cae por debajo de V _min .

En otras palabras, cuando V _CC cae demasiado, la MCU se reinicia y no se reiniciará hasta que se recupere la tensión de alimentación.

La sección "POR, BOR" de la hoja de datos específica del dispositivo muestra los niveles de voltaje y el comportamiento de sincronización reales de POR / BOR. En particular, existe una histéresis de aproximadamente 140 mV, por lo que su batería tendría que fluctuar más que eso para provocar restablecimientos periódicos.

Los comentarios lo clavan. La hoja de datos debe especificar un voltaje de operación mínimo admitido, probablemente dependiendo de la frecuencia de reloj. Si el voltaje cae por debajo, la mala consecuencia probable es la mala conducta, seguida de reinicios intermitentes y una interrupción completa más adelante.

Algunas MCU tienen un circuito de restablecimiento de salida de tensión que las pone en restablecimiento si el voltaje de entrada cae por debajo de algún valor establecido. Si el umbral de restablecimiento de la salida de corriente supera el voltaje de funcionamiento mínimo requerido a su frecuencia de reloj, debe estar a salvo de un mal comportamiento aleatorio, pero aún puede hacer ciclos si la carga de la batería se reinicia y el voltaje se recupera.

Si su MCU no tiene un circuito de restablecimiento de salida de tensión que se ajuste a sus necesidades, es posible que desee obtener uno externo. A menudo, esos chips externos listos para usar también contienen un generador de reinicio de encendido y se denominan chips de supervisión de la fuente de alimentación.