Tengo un problema en el diseño o en mi circuito. Necesito enviar datos a una tasa de bits máxima de 12000 bits/segundo. El valor alto debe ser +12v y el valor bajo debe ser -12v proporcionando al menos 35mA de corriente. Inicialmente pensé que podría obtener fácilmente esos valores con el chip max232. Pero cuando hice algunas pruebas, solo pude obtener -7.25v, lejos de los -12v que necesito. El resto del tiempo, no se deben enviar datos a través del cable, por lo que la corriente debe detenerse lógicamente. Hice un diagrama del concepto de mi circuito para que sea más fácil de entender:Usaré una batería de 12v si es necesario, pero prefiero encontrar una manera de usar una batería de 9v. Usaría un regulador de 5v para obtener los 5v requeridos para mi microcontrolador y luego con mi microcontrolador enviaría datos. Esos datos luego se convertirían a (+12/-12v alto/bajo). El interruptor S6 se usa para detener la corriente cuando no deseo transmitir datos.
He pensado en una forma de lograr todo eso, pero tengo dificultades técnicas para lograr un interruptor spdt lógico y, en general, me pregunto si funcionaría y si no habría un diseño mejor que el mío. Aquí hay un diagrama de mi primer borrador: Así que uso un esquema de inversor con el IC MC34063 que me proporcionará un -12v con 100mA. Luego, para los +12v, uso directamente la fuente de alimentación. Estoy seguro de que es una buena idea. Luego, usaría un equivalente electrónico de un interruptor spdt (S1) conectado a +12v y -12v impulsado por uno o dos pines del microcontrolador (preferiblemente uno). Eso debería darme buenas señales cuadradas de -12/-12v (no estoy seguro de eso también) y luego tendría un interruptor electrónico (S2) para abrir o detener la señal cuando sea necesario.
Así que para resumir, mis preguntas son:
1) ¿Funcionará mi diseño? ¿Qué sería problemático?
2) ¿Existe un mejor diseño, quizás más eficiente y con menos componentes que el mío?
3) ¿Cómo logro el equivalente electrónico del interruptor spdt (S1)? Ya abrí un hilo para S2 que se resolvió (ver Interruptor electrónico con voltaje negativo y positivo )
4) Con mi diseño, ¿obtendré una buena señal utilizable cuadrada de -12v/+12v que me suministre los 35mA que necesito?
5) ¿Puedo trabajar con una batería de 9v en lugar de una batería de 12v?
6) ¿Puedo usar menos pines del microcontrolador? Idealmente 1, pero 2 estaría bien también.
Gracias por su ayuda y aportes.
La otra solución es muy buena, pero, como mencionaste, podrías poner tu dispositivo transmisor en una configuración de puente H, podemos hacer todo esto mucho más simple. Primero, no es necesario tener un suministro de -12V, entonces. En segundo lugar, hay circuitos integrados que podemos usar. Sí, señor. Y afirmo que tengo la solución con un solo chip.
El truco consiste en usar un controlador MOSFET simple para controlar directamente el dispositivo transmisor. Necesitamos conducirlo en ambos extremos, para que la corriente eventualmente pueda fluir en ambos sentidos. Entonces necesitamos un controlador MOSFET dual. Usaremos uno que tiene una configuración interesante para lo que necesitamos: el MCP14E8 . Es interesante porque tiene una salida no invertida y otra invertida, y tiene pines de habilitación. Eso es todo lo que necesitamos:
Dios mío, es hermoso.
Este chip acepta niveles lógicos de 3,3/5 V incluso cuando se alimenta con 12 V. Puede proporcionar toda la corriente que pueda necesitar (especificado para un pico de 2A ; sin embargo, no se especifica continuo porque no es realmente el propósito de estos chips, pero ciertamente es más de lo que necesita).
Otra posibilidad, con FAN3223
Por la parte de alimentación, si usas una batería de 12V, no hay nada más que hacer. Si desea utilizar una batería de 9 V, se puede aplicar el truco de la bomba de carga con un pin MCU de repuesto. Aquí hay una bomba de carga que emite 12 V desde 9 V y que puede entregar 1 W de potencia con una eficiencia de aproximadamente el 85 %:
Pastebin del circuito: http://pastebin.com/a3Mr7bq6 (nota: las etiquetas de texto azul en las entradas/salidas son incorrectas, deberían ser "entrada de 9 V" y "salida de 12 V")
Es exactamente el mismo principio que en la otra respuesta, excepto que elegí usar mosfets aquí (esto genera corrientes transitorias más altas cuando cambia el estado, pero en general, el consumo es menor), y la bomba de carga emite 3/2 * VBAT en lugar de -VBAT. El truco aquí es cargar dos condensadores en serie a través de 9V, luego los "dividimos" para obtener dos veces 4.5V, que ponemos en paralelo y sumamos al voltaje de la batería. En general, obtenemos alrededor de 12 V (debido a las caídas de diodo).
Todo este asunto de la bomba de carga puede parecer una solución extraña en comparación con el uso de un convertidor de impulso barato. Pero en realidad, si usa un par pequeño de canal P/canal N en un solo paquete (como DMG6602) y diodos schottky triples en paquetes individuales (como BAT54TW), es una solución compacta con 3 pequeños chips, 4 tapas y 4 resistencias solamente. Y súper barato en volúmenes.
Esta respuesta intenta resolver el problema como se indicó originalmente. Lo cual entendí como, básicamente, un cambiador de nivel que toma 0/5V como entrada y +12/-12V como salida, con una opción de habilitar/deshabilitar que pondría la salida en estado de alta impedancia. Cuando está habilitado, este cambiador debe poder generar/disminuir al menos 35 mA. Los tiempos, sin embargo, no son tan críticos (velocidad máxima de conmutación de unos 10 kHz).
Aquí está el circuito con el que terminé. Está usando solo discretos (buenos BJT), pero no muchos de ellos. Toma +12V y -12V como suministros, y las señales ENABLE y DATA como lógica digital de 5V. La señal se retrasa unos pocos µS (hay una pequeña diferencia entre el retraso en las transiciones de bajo a alto y el retraso en las transiciones de alto a bajo). Para simplificar el circuito, cuando HABILITAR está inactivo, la entrada de DATOS debe estar en un nivel bajo. De lo contrario, la salida seguirá siendo impulsada. El último dato importante es que la entrada y la salida tienen polaridad opuesta (como todos los controladores RS-232, según recuerdo).
Archivo LTSpice asc: http://pastebin.com/6hESR81u
Hay algunos trucos en este circuito:
Tenga en cuenta que este circuito debe estar correctamente desacoplado. Coloque una tapa de cerámica de 1 µ cerca de los suministros Q3 y Q4.
Este circuito puede proporcionar al menos 50 mA de corriente, dada la Hfe mínima de los transistores sugeridos. La base de Q3/Q4 está polarizada con aproximadamente 1 mA. Podría ir por encima de eso disminuyendo R2-R9-R8-R4, pero el circuito consumiría más y la corriente generada/hundida desde la entrada de DATOS sería mayor (actualmente alrededor de +/- 2 mA).
Puede hacerlo mucho más rápido colocando pequeñas mayúsculas (en el rango de 100 pF) en las resistencias base. Pero esto no es necesario aquí dados los tiempos requeridos.
Ahora, esto era solo el circuito de conducción de la señal de salida. ¿Qué tal los suministros? Bueno, usar el MC34063 es una buena idea. Tengo otro, pero vale la pena solo si tiene un pin de repuesto en el microcontrolador en el que puede generar un PWM con un ciclo de trabajo del 50% a aproximadamente 100 kHz (no es necesario que sea preciso). Si es el caso, hay un circuito más pequeño, más barato, más fácil de sintonizar, que puedes usar para generar los -12V a partir de los 12V de la batería. Es una simple bomba de carga inverter (en realidad lo que se hace dentro del MAX232).
Divirtámonos con los BJT de nuevo:
Archivo LTSpice asc: http://pastebin.com/QrumUYN3
La parte entre la entrada y C3 es otro circuito de cambio de nivel: toma 0-5V y solo emite 12-0V (invirtiendo la polaridad). Pero este está hecho con menos transistores, porque... Bueno, porque. Luego, C3, D2, D3 y C4 en realidad hacen que el voltaje se invierta.
No olvide el desacoplamiento aquí también (al menos 1µ en la entrada de 12V).
Este circuito proporciona fácilmente 70/80mA de corriente. Sin embargo, tenga en cuenta que solo hay una etapa de transistor, por lo que la entrada requiere aproximadamente 5/10 mA (sumidero/fuente) de corriente.
Ahora, si realmente desea obtener +12V y -12V desde 9V, esto se vuelve poco práctico. Utilice tanto un impulsor como un regulador de conmutación inversor.
Claudio Avi Chami
smitchel
Claudio Avi Chami
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