Proteja un microcontrolador incluso si está conectado por error

Básicamente soy ingeniero informático y solo tengo conocimientos básicos en electrónica y campo eléctrico. Yo tambien he buscado la solucion pero se ve, seria mejor que se lo pregunte a los expertos aqui...

Los microcontroladores están diseñados para funcionar solo si se cumplen las características de entrada. Si está mal conectado, puede dañar la placa.

Lo que estoy tratando de lograr es ( OUTPUT):

  1. Digamos que quiero aceptar Point Acomo Positive Pole, que va aVCC
  2. Digamos que quiero aceptar Point Bcomo Ground Pole, que va aGND
  3. Di que quiero aceptarVoltage accross A and B should be 5V

En cuanto a INPUT:

  1. El usuario tienetwo wires coming from DC Battery 12V
  2. El usuario tiene dos puntos: Point X and Point Ypara conectar estos dos cables
  3. No importa, sin embargo, el usuario se conecta two wires coming from DC Battery 12Va Point X and Point Y(puede ser + o - al punto X y restante al punto Y)

¿Cómo debo diseñar un circuito que tome por encima de X e Y como entrada y produzca A y B como salida de 5v de ancho, para que pueda guardar el microcontrolador incluso si el usuario final conecta por error los cables positivo y negativo? Muchas gracias de antemano.

Desea un puente rectificador seguido de un regulador de voltaje.
Creo que lo que realmente quieres es salvar el microcontrolador. En ese caso, simplemente busque "IC de protección de polaridad inversa", como este: ti.com/lit/ds/symlink/lm74610-q1.pdf . No funcionará si está mal enchufado, pero no se dañará y la eficiencia es muy alta. ¡Un simple LED puede decirle si está enchufado correctamente!

Respuestas (3)

Use un puente rectificador antes de su regulador de 12 V a 5 V.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Figura 1. El puente rectificador BR1 rectificará (como en "corregir") el voltaje para que la polaridad de entrada no importe.

Funciona, sin embargo, es muy ineficiente. Si pone 5v, puede obtener 3.6v.
La pregunta especifica una entrada de 12 V. La eficiencia de la protección de polaridad es 10.6/12 = 90%.
Cuantificar "muy ineficiente". Esto es tan eficiente como uno puede esperar. A menos que tengas algo mejor @Andres
Creo que esto podría ser un problema XY. Él dice "Para que pueda guardar el microcontrolador incluso si el usuario final conecta por error los cables positivo y negativo". Realmente no dice que funcione cuando se conecta en ambos sentidos, también va en contra de la práctica normal. Por eso se inventaron los conectores de polaridad. Por cierto, no digo que no sea una solución, responde a la pregunta.
@Andrés, Sí Debería funcionar en ambos sentidos de conexión; Amable atención sobre el punto número 3 en INPUT
@Transistor, le agradezco su sugerencia y muchas gracias por su valioso tiempo. He aceptado y votado a favor de la respuesta. Pero muestra un error y requiere al menos 15 reputaciones para votar y aceptar la respuesta.

Puede usar un puente rectificador, como han sugerido otras dos respuestas, sin embargo, si se encuentra en un entorno automotriz y tiene algún requisito para otras entradas y salidas que probablemente no sean ideales, porque no podrá tener un común suelo.

Otro método, que no permitirá que el dispositivo funcione si se conecta al revés, pero evitará daños es algo como esto:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

El mosfet de canal P en el esquema de la izquierda conduce a la inversa cuando se aplica energía en la dirección correcta (el diodo del cuerpo intrínseco está en paralelo con el canal). Al revés, bloquea. D1 protege la puerta MOSFET y si tiene un MOSFET con una clasificación Vgs suficientemente alta, el circuito usa muy poca corriente.

De manera similar, el circuito de relé en el esquema de la derecha bloquea el voltaje de entrada a menos que se aplique en la dirección correcta. D2 lo asegura. D3 absorbe la energía inductiva cuando el relé se desconecta.

Sí, se usará solo en aplicaciones automotrices. Y creo que debería funcionar como @Transistor sugiere a continuación, ya que "podemos conectar GND al terminal NEGATIVO de la batería de CC"
Si conecta a tierra un lado de la entrada al puente (estándar en los automóviles) y un lado de la salida, el puente se destruirá cuando se invierta la polaridad.
Otro método si está regulando el voltaje a 5 V o 3,3 V es simplemente usar un diodo en serie de 0,1 centavos (por ejemplo, 1N4005). En situaciones automotrices, también desea lidiar con el volcado de carga y otros transitorios, por lo que un TVS puede ser útil, preferiblemente con alguna impedancia en serie en la entrada, pero eso está fuera del alcance de esta pregunta.

Un puente de diodo rectificador de onda completa, que tiene solo 4 diodos, funcionaría para garantizar que la entrada de energía de polaridad inversa no importaría.

Un regulador de voltaje después de eso se aseguraría de que su salida sea de 5V.

Por supuesto, hay límites de voltaje para ambos, pero 12 V es fácil de rectificar y regular hasta 5 V. Debido a la caída de voltaje en el puente de diodos, el usuario final no podrá ingresar 5 V o menos si su voltaje objetivo debe ser de 5 V.

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