Potencia de aislamiento en la comunicación de subsistemas 5V

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He estado plagado por un subsistema de sensores que, cuando estoy conectado a mi plataforma base de microcontroladores, causa problemas intermitentes que asociaría categóricamente con los problemas de secuencia de energía en el inicio. Algunos ejemplos de cosas que a veces he observado que aparentemente ocurren con este subsistema de sensores adjunto:

  • la placa de procesamiento no saldrá de reiniciar / iniciar su programa
  • corrupción del programa (flash) de las experiencias de la placa de procesamiento
  • corrupción de datos de la placa procesadora (eeprom)
  • la placa de procesamiento no puede leer con precisión los valores almacenados en eeprom
  • la placa de procesamiento no puede inicializar el dispositivo SPI / I2C externo

La interfaz del subsistema del sensor es un UART (RX y TX), y la energía se entrega a ella desde a través de la placa de procesamiento, que también tiene un circuito de conmutación de lado alto basado en FET que conecta el 5 V a la unidad, lo que le da a la placa del procesador la capacidad de apagar / encender el subsistema de sensores. Para su referencia, aquí hay un extracto esquemático del circuito de conmutación del lado alto.

Esecircuitonuncahafuncionadocomolohabíapensado.Mifirmwarepuede,porsupuesto,apagarelsubsistemadesensores.Peronopuedevolveraencenderlosintenerquereiniciarlo.¡Quépesadilla!Peroalmenospuedeapagarloenelcasodeunmododefalladecomunicación,porloquehevividoconvariassolucionesdefirmware/patronesdecomportamientoporuntiempo.Sinembargo,lasoluciónparalassolucioneshasidounamaldición,yrealmentequierollegaralfondodelamisma.

Heestadomuchoenmicabezaynohepodidoreducirlacausaraízconcerteza,porloquecreoqueeshoradereconsiderarseriamentemiestrategiadeintegraciónparadesacoplarmejorladistribucióndeenergíaentrelaplacadeprocesamientoyelsubsistemadesensoresdealgunamanera.

MisistemaestáalimentadoporunafuentedealimentacióndeCA/CCde5V/2Aquetienegrancantidaddeespacio(almenos50%)paraquefuncionetodoelsistema.Elsubsistemadeprocesadoresesdemipropiodiseño,elsubsistemadesensoresescomercial,nopuedocambiarlo.

Aquíhayalgunaspreguntas:

  1. ¿Quétipodecambiosdediseñoconsideraríaenmisituación?
  2. ¿Quéexplicacionescoherenteshayporquéelsubsistemademiprocesadornopuedeapagarseyluegoencenderelsubsistemadelsensorsintenerquereiniciarlo?
  3. ¿Quépasospuedotomarparahacerquemidiseñoseamásrobusto/confiablesinromperelbanco(despuésdetodo,noesunsistemacríticoparalaseguridadninadadeeso)?

Referenciascruzadaspreguntas/consideracionesrelacionadastangencialmente aquí .

    
pregunta vicatcu

1 respuesta

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Verifique el riel SENSOR_5V y el riel + 5V con un osciloscopio durante la secuencia de encendido. Probablemente tenga un borde rápido en el riel, posiblemente con un timbre o subtensión en el riel de + 5V durante el cambio.
La baja tensión en el riel de + 5V es la más probable y probablemente sea causada por tapas de filtro de fuente de alimentación ESR bajas en el módulo del sensor. Puedes arreglar esto poniendo una resistencia en serie con el drenaje del NFET. Esto formará un paso bajo RC con la capacitancia de la compuerta del PFET y reducirá la velocidad de los bordes de conmutación en el riel de salida de la fuente de alimentación, lo que reducirá el requisito de corriente pico para cargar las tapas de derivación en el módulo del sensor.

    
respondido por el Dean Franks

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