Стабильные 5В из USB порта

Prefix

Здравствуйте, уважаемые коты!
Нужна помошь.
Собрал устройство на 2-х Atmega'х: 8 (для связи девайса с PC по USB) и 16 (выполняет роль АЦП и 2-х ЦАП на основе ШИМ).
Написал простую програмку для PC, в ней задается число от 0 до 1023, оно отправляется на девайс и он выводит соответствующий аналоговый сигнал (ШИМ которое fast, 10 разрядное) .
Вся эта радость питается от USB порта. На одном PC напряжение на выходе USB порта 5.01В, соответственно, если я выставляю значение 512 - на выходе заветные 2.5В, на другом PC напряжение на выходе USB порта 4.86В, соответственно при значении 512 сигнал ШИМ равен 2.43В.
Суть проблемы: возможно ли сделать так, чтобы стабилизировать этот небольшой разброс напряжений в диапазоне 4.7В-5.2В в стабильные 5В? Допускается небольшая погрешность от 5В (4.99-5.01В). Дополнительных источников напряжения нету, только от USB. Если это сделать нельзя, то можно понижать исходные 4.7В-5.2В до, скажем, стабильных 4.6В, главное чтобы была прямая зависимость между передаваемым числом и напряжением на выходе, и его (напряжения) было достаточно для работы МК.
Жду Ваших советов, желательно варианты попроще (если можно), т.к. не силён в этой области.

Реклама

sachok

Как я понимаю токи там небольшие. Как вариант можно сначала повысить до 8-10В потом поставить 7805 и будет стабильно.

Реклама

Prefix

sachok писал(а):Как я понимаю токи там небольшие. Как вариант можно сначала повысить до 8-10В потом поставить 7805 и будет стабильно.

Дело в том, что для меня аналоговая часть - темный лес, поэтому, если можно, напишите по-подробней (или сцылочку дайте

), чем сначала повысить до 8-10В, и точную маркировку этой самой 7805, хотя я думаю, что ее я смогу выгуглить.
Спасибо! Жду еще варианты.

saschai

Преобразователь можно взять готовый http://radiokot.ru/lab/controller/41/ R9;R5 Подобрать требуемое напряжение и емкость покрупнее

Реклама

Prefix

saschai писал(а):Преобразователь можно взять готовый http://radiokot.ru/lab/controller/41/ R9;R5 Подобрать требуемое напряжение и емкость покрупнее

Качаю datasheet на MC34063

Реклама

sachok

saschai меня опередил))) на 7805 даташит тоже есть там все очень и очень просто!!! Поверьте разберётесь.

Реклама

Самый надёжный способ- использовать внешний источник опорного напряжения, например на TL431./ Не знаю, как в вашем микроконтроллере, а в АЦП такая возможность есть.

Prefix

sachok писал(а):saschai меня опередил))) на 7805 даташит тоже есть там все очень и очень просто!!! Поверьте разберётесь.

Приятно, что в меня верят

Принимаются все варианты. Просто, на сколько я понял, я могу поставить MC34063, подать на него свое нестабильное напряжение, и подобрав рассыпуху, получу 5В.
А 7805 - это сначала надо еще напряжение увеличить до 8-10В (судя по вашему первому посту), т.е. элементов будет больше. Хотя еще даташит на 7805 не смотрел, может ему тоже достаточно +-5В на вход.

Prefix

Сэр Мурр писал(а):Самый надёжный способ- использовать внешний источник опорного напряжения, например на TL431./ Не знаю, как в вашем микроконтроллере, а в АЦП такая возможность есть.

Дело в том, что встроенное в ATmega16 ацп я планирую использовать с внутренним источником опорного напряжения на 2.52В. АЦП еще не завел, могу ошибаться, но при прошивке с такой опцией, я так понимаю, это опорное напряжение не будет зависеть от подаваемого на контроллер, т.е. подам я 4.6В, либо 5.1В - aref на 2.52В (вроде столько) я имею.

sachok

С MC34063 не работал поэтому про зависимость выходного напряжения от входного ничего сказать не могу, но то что повысить до 8-10В и поставить 7805 то 100% будет работать. Для использования 7805 нужно 3 элемента сама 7805 и 2 конденсатора так что ничего сложного.

Мяу! Раз уже есть встроенный ИОН, почему его нельзя использовать? Можно его буферизовать через повторитель напряжения, если требуется большая нагрузочная способность.

Prefix

sachok писал(а):С MC34063 не работал поэтому про зависимость выходного напряжения от входного ничего сказать не могу, но то что повысить до 8-10В и поставить 7805 то 100% будет работать. Для использования 7805 нужно 3 элемента сама 7805 и 2 конденсатора так что ничего сложного.

Понятно! Рассмотрю этот вариант.

Сэр Мурр писал(а): Мяу! Раз уже есть встроенный ИОН, почему его нельзя использовать? Можно его буферизовать через повторитель напряжения, если требуется большая нагрузочная способность.

Эм.. сложновато.. я просто знаю, что можно при прошивке контроллера сконфигурировать так, чтобы у меня работал АЦП в пределах от 0 до 2.52В встроенных, а откуда это можно напряжение снять, и как с ним потом реализовать "повторитель напряжения", это, честно говоря, мне сложно. А вот Вы лучше скажите, ИОН TL431, у него какой принцип действия? Т.е. на него подается некое напряжение, к нему подключаются 2 резистора, и высчитав их номиналы по формуле, я получу зависимость входногонапряжения от выходного? При этом, если входное возрастет, то и выходное тоже? Либо там все жестко, и подобрав 2 резистора, я смогу себя обеспечить 5В при условии подачи на него напряжения от 4.6В до 5.2В?

saschai

На MC34063 схема обкатана, дальше не куда, сую ее уже всюду, а самое приятное цена преобразователя 7-10руб, в отличии от покупного за 100

TL431 это аналог стабилитрона, но выходное напряжение этого "стабилитрона" определяется делителем напряжения, подключаемого к выводу регулировки. При отсутствии делителя, выходное напряжение примерно 2,5 вольта, при подключении делителя его можно увеличить почти до 30 вольт. Ессео, как и для обычного стабилитрона, нужен нагрузочный резистор, для получения рабочего тока; его величина- от 1 до 100 мА.
TL431 стоит недорого, обеспечивает высокую стабильность напряжения. Использовал его для работы с 14-разрядным АЦП, стабильности хватало за глаза.

sema

а не проще ли через делитель измерять напряжение питания меги и вводить поправку на значение ШИМ? понадобятся только два резистора и некоторое время на доработку программы контроллера и\или PC

sachok

sema писал(а):а не проще ли через делитель измерять напряжение питания меги и вводить поправку на значение ШИМ? понадобятся только два резистора и некоторое время на доработку программы контроллера и\или PC

Идея интересна, но если нужно будет все 5 вольт получить после ЦАПа? Или я что то не понимаю

?

sema писал(а):а не проще ли через делитель измерять напряжение питания меги и вводить поправку на значение ШИМ? понадобятся только два резистора и некоторое время на доработку программы контроллера и\или PC

Гы! Так и хочется ответить от всей души..Нет, не проще! Почему- подумайте сами.

Prefix

sema писал(а):а не проще ли через делитель измерять напряжение питания меги и вводить поправку на значение ШИМ? понадобятся только два резистора и некоторое время на доработку программы контроллера и\или PC

как крайний вариант рассматривал предварительно полную калибровку ацп (в любом случае будет проводится), а потом мерять напряжение на входе МК и корректировать ШИМ, но, имхо, правильней стабилизировать напряжение.. тем более работает сразу 2 ШИМ, АЦП, и все эти данные гоняются по USART'у на 19200.. не могу на вскидку прикинуть, но мне кажется, что нагрузки на МК хватает.
Однако, тоже вариант, спасибо.

sema

Сэр Мурр писал(а):Гы! Так и хочется ответить от всей души..Нет, не проще! Почему- подумайте сами.

это я понимаю, но! речь ведь шла о стабилизации "опорного" напряжения ЦАП на основе ШИМ? тогда объясните мне дремучему КАК??? TL431 приспособить в качестве опорного для ШИМ? поставить ее в качестве параллельного стабилизатора? вариант конечно, только некошерный какой то

, да и 5В питания при это не получишь

теперь по моей идее:
1) напряжение 5В на USB обычно просто отличается от номинала и очень мало меняется во времени, поэтому нет необходимости в постоянном его мониторинге,
2) ЦАП на основе ШИМ выхода контроллера очень чувствителен к сопротивлению нагрузки, если ее сопротивление достаточно низкое то стабилизируй не стабилизируй напряжение питания контроллера все одно, на выходе может быть лажа

(т.е. нужен повторитель на ОУ)

по поводу АЦП (но про это автор не спрашивал если меня не подводят глаза) если для АЦП используется внутренний ИОН, который не отличается повышенной точностью.... тоесть результат преобразования тоже может быть далек от истины

если уж дело стоит за максимально достижимой точностью то:

питание.... даже не знаю что посоветовать
1) импульсные преобразователи могут сильно влиять на результаты преобразований АЦП
2) одним импульсным преобразователем не обойдешься. есть преобразователи повышающие, есть понижающие. в вашем случае на выходе надо 5В, на входе 5,2В-4,8В. тоесть сначала повышать до 8-9В надо, а потом понижать линейным стабилизатором до 5В и бороться с помехами с помощью конденсаторов и дросселя по питанию
3) как вариант взять в напряжения питания 3-3,3В тогда обойдетесь одним линейным стабилизатором
4) для АЦП в качестве опоры действительно использовать: дешево и сердито TL431, качественно и дорого REF19*

Prefix

sema писал(а): теперь по моей идее:
1) напряжение 5В на USB обычно просто отличается от номинала и очень мало меняется во времени, поэтому нет необходимости в постоянном его мониторинге,
2) ЦАП на основе ШИМ выхода контроллера очень чувствителен к сопротивлению нагрузки, если ее сопротивление достаточно низкое то стабилизируй не стабилизируй напряжение питания контроллера все одно, на выходе может быть лажа (т.е. нужен повторитель на ОУ)

по поводу АЦП (но про это автор не спрашивал если меня не подводят глаза) если для АЦП используется внутренний ИОН, который не отличается повышенной точностью.... тоесть результат преобразования тоже может быть далек от истины

если уж дело стоит за максимально достижимой точностью то:

питание.... даже не знаю что посоветовать
1) импульсные преобразователи могут сильно влиять на результаты преобразований АЦП
2) одним импульсным преобразователем не обойдешься. есть преобразователи повышающие, есть понижающие. в вашем случае на выходе надо 5В, на входе 5,2В-4,8В. тоесть сначала повышать до 8-9В надо, а потом понижать линейным стабилизатором до 5В и бороться с помехами с помощью конденсаторов и дросселя по питанию
3) как вариант взять в напряжения питания 3-3,3В тогда обойдетесь одним линейным стабилизатором
4) для АЦП в качестве опоры действительно использовать: дешево и сердито TL431, качественно и дорого REF19*

Спасибо! Ваш ответ упорядочил мои мысли и те отрывки информации, которые я смог добыть параллельно

Насчет опорного для АЦП - я думаю использовать встроеный ИОН, при этом откалибровать АЦП на предмеи линейных искажений - смещения.. и еще что-то, точно не помню

Т.е., в целом, точность АЦП получится приемлимой (я надеюсь). А насчет ШИМ - думаю, не плохой вариант сначала повысить, а потом понизить, но боюсь, что я такую схему со всякими дросселями не соберу.. одно дело для меня впаять пару ножек микросхемы (и она сразу делает все, что мне нужно), а другое - рассчитывать всякие катушки.. вообщем, я больше программист, чем электронщик

Поэтому, видимо, придется написать самокорректировку