logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Dlaczego dioda Zenera 5V1 obniża napięcie wejścia Atmega88 do 3.9V?

Tarru 05 Paź 2013 15:17 3066 21
  • #1 12811040
    Tarru
    Poziom 15  
    Witam,

    Klasyczny układ mikroprocesorowy z Atmegą88. Zasilanie 5V stabilne, płytka na stole, bez żadnych zakłóceń, obładowana 100nF na każdej linii zasilania, dławik na AVCC itd. wszystko jak Bóg przykazał bo to już n-ty projekt na tym procesorze...

    Pin procesora ustawiony na wejście, do tego podciąganie do VCC...

    Teraz jest taka kwestia, że jest mi ktoś w stanie wytłumaczyć dlaczego wrzucając na ten pin procesora diodę zenera 5v1, oczywiście zaporowo, napięcie na tym pinie spada z 5V do jakiś 3.9V albo nawet mniej?

    Odpada uszkodzenie procesora czy coś takiego, bo piny sprawne, jednocześnie sprawdzam to na 4 pinach i wszędzie dzieje się to samo...

    Oczywiście wiem, że nie ma to żadnego sensu, po prostu analizowałem większy układ, wyrzucałem wszystko po kolei, na koniec zostawiłem procesor i diodę i tak się dzieje, dlatego posprawdzałem też na innych pinach (eksperymentalnie)...
  • #2 12811095
    Mol
    Poziom 30  
    Daj szeregowo do tej zenerki jakiś opór tak z 1 - 2k , podłącz to pod 9V , albo więcej i zmierz nap. na zenerce .
  • #4 12811215
    andrzej55
    Poziom 37  
    To bardzo proste zjawisko. Im mniejszy prąd przepuszczasz przez zenerkę, tym mniejsze napięcie się na niej odłoży. Jak chcesz przy małych prądach uzyskiwać znamionowe napięcie -kupujesz diodę jak najmniejszej mocy, lub na ciut wyższe napięcie.
  • #5 12811224
    nsvinc
    Poziom 35  
    Cytat:
    Pin procesora ustawiony na wejście, do tego podciąganie do VCC...

    Teraz jest taka kwestia, że jest mi ktoś w stanie wytłumaczyć dlaczego wrzucając na ten pin procesora diodę zenera 5v1, oczywiście zaporowo, napięcie na tym pinie spada z 5V do jakiś 3.9V albo nawet mniej?


    No taa... A porównajmy teraz prąd, jakim jest podciągany pin i prąd upływu tejże zenerki.
    Oczywiste jest, że skoro z pina wypływa prąd, dajmy na to, 50uA, a prąd upływu zenerki to 10-20uA, to na pewno na tym pinie nie będzie twoich 5V.

    Cytat:
    Im mniejszy prąd przepuszczasz przez zenerkę, tym mniejsze napięcie się na niej odłoży.

    Nie. Zenerka ma konkretną zależność prądu upływowego względem przyłożonego napięcia. Ale nadal jest to prąd upływu, a nie prąd zwarciowy taki jak po przekroczeniu napięcia progowego.
    I zawsze prąd jest wyznacznikiem, nie odkładające się napięcie...
  • #6 12811496
    Tarru
    Poziom 15  
    Oo, myślę, że może być to coś w tej materii jak mówi kolega nsvinc...

    Żeby wykluczyć jakieś błędy czy uszkodzenia to powiem tylko tyle:
    - sprawdzane na 2 procesorach,
    - 4 diody (dokładnie te same, wyjęte prosto z opakowania z TME),
    - myślałem, że może przez przypadek wziąłem diodę 3v9, no ale nie.

    Także napisałem ten temat, trochę dla takiej teoretycznej dyskusji...

    Też pomyślałem, że to kwestia zbyt małego prądu, przez co nie zachodzi w pełni zjawisko Zenera... ale jakim cudem miałoby zachodzić dla napięcia 5.1V, skoro podciąganie jest do 5.0V...

    Żeby tak na sucho nie dywagować, to powiem, że dioda to: BZV55C5V1.

    Rezystor podciągający w Atmega88 wg. noty katalogowej to: 20k - 50k.

    Nawet przyjmując największą wartość to I=100uA (prąd podciągania).

    A zaglądając do noty katalogowej diody widzimy, że "Reverse current" to 2uA.

    Więc jak to jest z tym spadkiem napięcia na pinie?
  • #9 12811768
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #10 12812008
    Dar.El
    Poziom 41  
    Cytat:
    A zaglądając do noty katalogowej diody widzimy, że "Reverse current" to 2uA

    Jest to prąd jaki popłynie przez diodę przy 2V, przy 3,9V na pewno jet większy i nie jest to zależność liniowa. Napięcie zenera jest przy minimum 1mA.
  • #11 12812115
    Tarru
    Poziom 15  
    Teraz niestety nie mam dostępu do tego, bo jestem poza domem na weekend. Jednak ja wrócę w poniedziałek to z chęcią sprawdzę prąd na tej diodzie...

    Jak mówiłem - dyskusja czysto edukacyjna, bo oczywiście układ już dawno działa - wyjaśniam tylko ciekawe dla mnie zjawiska :)
  • #12 12812137
    alagner
    Poziom 26  
    No ok, ale przecież char. diody Zenera nie jest liniowa i nie jest skokowa. Imho ustawił się punkt pracy gdzieś w okolicach "kolana" a nie na właściwym obszarze stabilizacji...
  • #13 12812448
    BlueDraco
    Specjalista - Mikrokontrolery
    Ja też nie widzę nic dziwnego w takim zachowaniu diody. Katalogowe wartości napięcia Zenera są zwykle specyfikowane dla natężeń rzędu 10 mA.

    Inny rzecz, to po co ta dioda w ogóle tam siedzi?..

    To oczywiście prowokacyjne pytanie, ale warto zauważyć, że w 9 przypadkach na 10 zabezpieczenie takie jest po prostu całkowicie zbędne, bo procesor "zabezpiecza się sam", oczywiście przy zachowaniu pewnych zasad. Kiedyś już dywagowaliśmy tu na ten temat.
  • #14 12812531
    nsvinc
    Poziom 35  
    Cytat:
    Inny rzecz, to po co ta dioda w ogóle tam siedzi?..

    W tym zastosowaniu chyba po nic. Chociaż nie obstawiaj, że procesor zabezpiecza się sam - nie robi tego ;] Kilka lat temu masowo wymienialismy procki w masterach czujników 1wire, gdyż piny procka wyprowadzone bezpośrednio na złącze regularnie się jarały jeszcze na etapie montażu systemu. Czasami jarały się już w zamontowanym systemie. Dodanie TVSów małej mocy typu SMF05C rozwiązało problemy.

    Dodatkowo, zener+rezystor+kondensatorek pozwala na konstrukcję uniwersalnego wejścia które np. potrafi pracować z stanem aktywnym narzuconym przez procesor (PU/PD) i akceptuje napięcia do kilkunastu V. Rozwiązanie sam stosuję z powodzeniem...
  • #15 12812614
    Tarru
    Poziom 15  
    Sama dioda nic tam nie miała robić.

    Tutaj uproszczony schemat:
    Dlaczego dioda Zenera 5V1 obniża napięcie wejścia Atmega88 do 3.9V?

    Koncepcja:
    Na wejście procesora podciągnięte wewnętrznie do 5V podłączony kontaktron NO. Przewody do kontaktronu idą razem obok przewodów, przez które płyną duże prądy. Z obawą przed indukcją jakiś wyższych napięć i spaleniem pinu procesora zabezpieczenie w postaci diody zenera + rezystora, przed prądami "wchodzącymi" do pinu procesora (wyższy potencjał wyindukowany w przewodzie).

    A sama dioda nie robiła tam nic, po prostu zmierzyłem z jakiegoś tam powodu napięcie na pinie, zobaczyłem, że jest za niskie, z ciekawości wyrzuciłem wszystko inne z obwodu i zobaczyłem, że winowajcą jest sama dioda.
  • #16 12812831
    BlueDraco
    Specjalista - Mikrokontrolery
    Jeżeli ograniczysz prąd wejściowy (a właśnie ograniczasz go rezystorem), to spokojnie możesz podać z przodu rezystora napięcie np. 10V, o ile nie usypiasz procesora głęboko - ważne, żeby natężenie prądu zasilania było zawsze mniejsze od maksymalnego natężenia tego, co wpływa przez wejście, no i oczywiście prąd wpływający przez wejście nie może przekroczyć Iihmax
  • #17 12813104
    Mol
    Poziom 30  
    Tarru , tym zewnętrznym rezystorem podciągnij ten pin do plusa , możesz dać nawet nieco mniejszy , wtedy na zenerce wymusisz nieco większy prąd i układ też powinien być bardziej odporny na zakłócenia .
  • #18 12831739
    Kociejsko
    Poziom 14  
    Zenerka prawidłowo pracuje przy prądzie podanym przez PDF.
    Jest to zazwyczaj 1-10 mA
    Wtedy na zenerce będzie napięcie zenera.
    Jeżeli prąd jest mniejszy to zenerka ma na tyle upływu ze prawie wszystko "zdusi do masy".
    A jak chcesz koniecznie te zenerke to daj jeszcze zewnętrzny rezystor PULL UP na nią ok 1kohm i sytuacja na pewno sie poprawi. Ale moim zdaniem to jest marnodziejstwo energii.
  • #19 15346343
    vein666
    Poziom 10  
    Moi drodzy, mam podobny problem, co kolega, który otworzył ten temat. Używam Zenera 5V1 jako ograniczenie napięcia na wejściu zewnętrznego ADC (LTC2991). Cały układ jest woltomierzem dwuzakresowym, a to tylko niewielki jego fragment.
    Przekaźnik przełącza zakres na wyższy (pomiar na dzielniku rezystancyjnym).

    Kłopot w tym, że przy R19 na poziomie 47k, prąd diody jest zbyt niski, żeby blokowała dopiero od 5V i wyraźnie "obcina" wszystkie napięcia od 1V począwszy. Czy zamontowanie Zenera o niższej mocy (np. 100mW) zamiast 0.5W może pomóc?
    Dlaczego dioda Zenera 5V1 obniża napięcie wejścia Atmega88 do 3.9V?
  • #20 15346350
    BlueDraco
    Specjalista - Mikrokontrolery
    Nie, za to pomoże wstawienie zwykłej diody pomiędzy wejście i dodatni biegun zasilania.
  • #21 15346443
    vein666
    Poziom 10  
    Dzięki wielkie, sprawdziłem, faktycznie działa.
    Zastanawia mnie tylko jak się taki układ zachowa, kiedy na wejście (od lewej strony układu) trafi np. 50VDC. W teorii 45V odłoży się na R19 i popłynie niewielki prąd na dodatni biegun zasilania (7805), ale czy nie zrobi krzywdy stabilizatorowi?
  • #22 15346734
    BlueDraco
    Specjalista - Mikrokontrolery
    Nie zrobi. ...........
REKLAMA