Mikrokontroler mati karena kehilangan daya, dapatkah kapasitor memperbaiki ini?

Saya punya mikrokontroler yang terhubung ke suplai 5v yang melewati regulator tegangan turun dari 12v.

Saya berasumsi bahwa itu me-reboot karena mungkin tegangan turun dengan cepat untuk sebagian kecil waktu, yang cukup untuk menyebabkan chip reboot.

Apakah asumsi ini benar?

Bisakah menambahkan kapasitor ke rangkaian memecahkan masalah ini?

Mungkin ada dua hal yang terjadi di sini, gangguan pendek (ns to μs) dan putus pasokan yang jauh lebih lama (ms to s).

Anda selalu membutuhkan kapasitor bypass yang melintasi daya dan landasan mikrokontroler. Hal ini membuat pasokan lokal tetap stabil meskipun variasi jangka pendek yang sangat besar dalam arus yang diambil mikrokontroler. Variasi ini terlalu cepat untuk diatur oleh catu daya. Juga, jejak kembali ke pasokan memiliki impedansi yang cukup pada frekuensi tinggi dari variasi arus cepat ini untuk menyebabkan fluktuasi tegangan lokal bahkan jika pasokan utama benar-benar stabil.

Masalah lain dari putusnya pasokan listrik jangka panjang harus ditangani dengan penyimpanan energi yang signifikan di suatu tempat. Bagaimanapun, daya yang tidak memadai akan datang untuk beberapa waktu, dan penyimpanan lokal harus membuat perbedaan untuk sementara waktu. Tempat terbaik untuk meletakkan ini adalah sebelum regulator. Katakanlah regulator Anda membutuhkan ruang kepala 2 V. Itu berarti akan terus menghasilkan 5 V selama inputnya tidak turun di bawah 7 V. Itu 5 V kurang dari nominal 12 V masuk. Tutup yang cukup besar pada input dapat menahan tegangan input regulator untuk beberapa saat setelah input 12 V tiba-tiba hilang. Letakkan dioda Schottky secara seri dengan input 12 V, lalu tutup sesudahnya. Itu mencegah input menjadi rendah dari pemakaian tutupnya.

Sebagai contoh, katakanlah Anda meletakkan tutup 1 mF pada input regulator (di samping tentu saja ke topi frekuensi tinggi kecil yang diperlukan untuk operasi regulator dasar seperti yang ditentukan dalam lembar data). Karena Anda tidak mengatakan apa arus Anda, kami akan secara acak memilih 100 mA dalam contoh ini. Katakan juga diode Schottky turun 500 mV pada arus penuh.

Tutup tersebut kemudian dibebankan ke 11,5 V selama operasi normal, dan dapat turun ke 7 V sebelum pasokan 5 V mulai turun. (4,5 V) (1 mF) / (100 mA) = 45 ms, yang merupakan berapa lama tutup dapat menjaga hal-hal berjalan setelah input 12 V tiba-tiba hilang.

Jika benar-benar jatuh catu daya, Anda akan melakukan yang lebih baik dengan kapasitor di depan regulator tegangan (diisolasi dengan dioda, jika perlu). Itu akan memungkinkan tegangan turun lebih banyak sebelum jatuh dari spesifikasi untuk mikro.

Misalnya (mengambil nomor dari udara) anggaplah mikro Anda membutuhkan 5V, regulator Anda memasok 4.75V dan mikro Anda dijamin bekerja pada 4.5V. Dan lebih jauh lagi misalkan Anda memberi makan regulator dengan 9V dari kutil di dinding dan mikro dan lainnya menarik 50mA. Dan anggaplah regulator turun pada 1.5V.

Jika Anda meletakkan kapasitor 1000uF setelah regulator, waktu yang akan menahan mikro adalah:

t = 1000uF * (4.75V - 4.5V) / 50mA = 5ms

Jika Anda meletakkannya di depan regulator, waktu yang akan menahan mikro adalah:

t = 1000uF * (9V - 6V) / 50mA = 60ms (sekitar 12x lebih lama)

Saya agak curiga bahwa ini mungkin masalah EMI yang menyebabkan gangguan pada program mikro kecuali Anda memiliki indikasi kuat bahwa tegangan benar-benar turun.

Wajib untuk menutup kapasitor keramik (~ 1cm) ke pin suplai MCU. Ini praktis berlaku untuk semua sirkuit terintegrasi.

Tetapi jika Anda memiliki keraguan mengapa MCU diatur ulang, mereka biasanya memiliki register yang menunjukkan mengapa reset terjadi. Beberapa MCU memiliki sirkuit brown-out onboard dan titik perjalanan bahkan dapat diatur pada beberapa dari mereka.

MCU mana yang Anda gunakan?

Ini adalah praktik yang baik untuk menempatkan beberapa kapasitansi TUTUP ke pin daya mikrokontroler. Biasanya 1uF dan 0.1uF secara paralel akan melakukannya. Ini adalah pedoman umum. Itu tergantung pada seberapa parah penurunan tegangan (berapa banyak penurunan dan untuk berapa lama) yang akan memberi tahu Anda berapa banyak kapasitansi massal.

Selain itu, untuk mengatasi kebisingan yang disebabkan ESD, saya akan menambahkan tutup 470pF secara paralel dengan yang di atas.

Yang mengatakan, saya akan merekomendasikan Anda berkonsultasi lembar data untuk mikrokontroler untuk melihat apakah ada bit kegagalan daya yang akan ditetapkan dalam kasus-kasus seperti ini untuk melihat apakah itu adalah kegagalan daya sama sekali.