Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik TIPP: 10V direkt(!) schalten mit AVR!


von Michael Schurr (Gast)


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Moin moin,

Ja es geht, ich habs getan...! ;-)

Man kann selbst mit einem Tiny direkt 10V schalten, um z.B. einen 
"normalen" MOSFet gateseitig voll aufsteuern zu können!

Hab mir überlegt, daß der RESET-Pin angesichts der HV-Programmierung 
(11,5V) ein anderes Hardwaregerüst besitzen muss... und siehe da... Er 
besitzt nicht die an den normalen Ports übliche Clamp-Diode gegen Vcc 
und seine höhere, generelle Spannungsfestigkeit darf angesichts U(HVP) 
auch vorausgesetzt werden.

Wenn er im DDR als Output definiert ist, kann er tatsächlich, wie ein 
Open-Collector-Ausgang, per Pull-Up-Widerstand gegen +10V auch diese 
höhere Spannung sperren (PORTX.y=High), oder gegen Null schalten 
(PORTX.y=Low).
Seine Strombelastbarkeit ist allerdings nicht so hoch (Datenblatt:'weak 
output'), wie die der normalen Port-Pins, daher sollten 5k als Pullup 
gegen 10V nicht unterschritten werden.

Desweiteren ist zu beachten, dass ab ca. > +11,4V am Reset-Pin das Latch 
für die Initialisierung des HV-Programming getriggert wird . Wenn die 
HV-Enable-Eingänge dann auch noch auf LOW liegen, startet die 
HV-Prog.-Routine...  Eine Zenerdiode von ca. 10,2V am Pin gegen Masse 
scheint also obligatorisch. Ein wenig Sicherheitsabstand ist manchmal 
nicht das Schlechteste... ;-)

Eine weitere, kleine Einschränkung liegt darin, dass bei LOW das 
Potenzial nicht auf fast 0, sondern nur bis etwa 225mV (bei 
10V/5kOhm)runtergezogen wird (Abhängig von PU-Spannung und 
Pullup-Widerstand, ergo: stromabhängig). Aber da die meisten MOSFets 
einen Threshold von ca 2V besitzen, ab dem sie beginnen leitend zu 
werden, dürfte die ca. 225mV kein grosses Problem darstellen.

Also: Der RESET-Pin muss als normaler Port per Fusebit (Disable ext. 
RESET)geschaltet werden. Das ist auch schon der Pferdefuss bei der 
Sache. Er kann als IO-Pin dann nicht mehr die LV-ISP-Programmierung 
ermöglichen. Das proggen des FB sollte deswegen erst ganz am Ende aller 
Checks ausgeführt werden, da das Rücksetzen des RESET-Disable Fusebits 
zum weiteren debuggen anschliessend nur mit nem HV-Proggi geht.

Fazit: Für schnelle Schaltvorgänge im Bereich mehrerer hundert kHz, wie 
bei manchen Schaltnetzteilen erforderlich, ist die Impedanz von 5k 
natürlich nicht wirklich geeignet, um die dort geforderten, kurzen 
Schaltzeiten in direkter Gateansteuerung zu erreichen.
Aber für viele weniger zeitkritische Schaltanwendnungen und moderate 
Frequenzbereiche, dürfte die Flankensteilheit allemal ausreichen.


Ich denke, diese Entdeckung ist es wert, etwas tiefer eruiert zu werden, 
um ihre Möglichkeiten und auch Begrenzungen weiter konkretisieren zu 
können.

Mike

von Michael Schurr (Gast)


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P.S.

Für PWM zur LED-Ansteuerung über MOSFet ist es ausreichend... ;-)

von Falk B. (falk)


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Logic Level MOSFETs, welche mit 5V sicher schalten sind seit mindesten 
20 Jahren verfügbar. IRLZ34N & Co.

von Ben _. (burning_silicon)


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Jo nette Idee, aber so einen echten Bedarf sehe ich angesichts genug für 
5V verfügbarer Teile auch nicht.

von Peter D. (peda)


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Michael Schurr schrieb:
> Für PWM zur LED-Ansteuerung über MOSFet ist es ausreichend... ;-)

Bei welchem AVR ist denn der Reset auch ein PWM-Ausgang?

von meckerziege (Gast)


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Der "Preis" dafür ist aber auch extrem hoch: Man kann das Ding dann 
praktisch nicht mehr per JTAG oder ISP programmieren, oder?

von Ben _. (burning_silicon)


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Nö, das geht dann nicht mehr. Gibt evtl. auch Controller wo 
Sonderfunktionen auf diesen Pin geschaltet werden können, ansonsten ist 
dieser Pin nur per Software ansprechbar (Software-PWM geht) und man muß 
die ResetDisable Fuse setzen. Per ISP programmieren ist danach nicht 
mehr drin, geht nur noch per HV.

von Michi (Gast)


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Dann leg die 20Cent drauf und nehm nen größeren Controller wo du den 
Reset als Reset belassen kannst, oder willst du große Stückzahlen 
produzieren??

von Michael Schurr (Gast)


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War einfach ein Tipp, wie man am HVP/RESET-Pin direkt höhere Pegel als 
Vcc schalten kann... es ist ja nicht auf FET-Ansteuerung beschränkt...

Wer was damit anzufangen weiß, mag es tun.
Wer was zum madig machen sucht, darf es auch dafür nutzen, wenn es ihm 
psychisch hilft. ;-)

Was die ISP betrifft:
Wenn der Chip gesockelt ist, ist es ein Sache von wenigen Sekunden, ihn 
rauszuziehen und auf nem HV-Proggi die Fuse wieder zu löschen, damit das 
ISP wieder möglich ist. Die 10V sollten während des ISP dann allerdings 
nicht aufgeschaltet sein.

Mike

von andi6510 (Gast)


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Wenn man mal mangels HV Programmierer bei einen ATMEGA auf dem 
Steckbrett per Hand die fuse-bits zurück gesetzt hat, dann kräuselt es 
einem die Nackenhaare, wenn man daran denkt, das disable ext reset bit 
nochmal auch nur irgendwie schief anzugucken...
Dennoch interessant zu wissen, dass der Controller offensichtlich 
immerhin einen OpenCollector Pin mit entsprechender Spannungsfestigkeit 
zu besitzen scheint. Ob das wirklich praxisrelevant ist vermag ich nicht 
zu orakeln...

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