«Навчитися управляти самим собою» – це якість мріє виховати в собі кожна людина. Правда, далеко не у всіх мрії збігаються з реальністю, звідси стреси, негативні емоції, поганий настрій. Мудрий той, хто в складній обстановці контролює свої вчинки, до чого треба прагнути і всім іншим.

МК, подібно людині, теж вміє управляти самим собою, точніше, процесом комутації власного напруги живлення. Ця функція корисна в наступних випадках:

• для пристроїв, які живляться від батарей / акумуляторів;

• для входу і виходу з «сплячого» режиму;

• для організації дистанційного включення / вимикання живлення;

• для мінімізації споживаної потужності;

• для автоматичного відключення апаратури без участі людини.

У більшості випадків для активізації МК можна обійтися одним тумблером харчування. А як бути, якщо по дизайну конструкції краще виглядає мініатюрний перемикач, який не допускає протікання великого струму, або натискна (сенсорна) кнопка без фіксації контактів? На допомогу прийдуть схеми, зображені на Рис. 4.6, а … т.

   

Рис. 4.6. Схеми включення / виключення живлення з використанням МК (початок):

а) після натискання кнопки SB1 напруга +5 В подається на МК, який через вихідну лінію відкриває ключ на транзисторі VT1 і включає реле К1. Контакти реле К1.1 закорочувати кнопку SBI, яку тепер можна відпустити. Вимкнення живлення проводиться НИЗЬКИМ рівнем на виході МК або переведенням лінії в режим входу без «pull-up» резистора. Резистор R2 не дає відкриватися транзистору VT1 при початковому скиданні МК. Кнопка повинна бути розрахована на великий імпульсний струм, рівний повному навантаженні МК і підключених до нього ланцюгів. Транзистор VT1 вибирається залежно від потужності реле К1

б) після натискання кнопки SB1 напруга +5 В подається на вузли пристрою і на МК, який через вихідну лінію відкриває транзистор VT1. Контакти кнопки шунтує відкритим переходом «Колектор – емітер» і її тепер можна відпустити. Вимкнення живлення проводиться ВИСОКИМ рівнем на виході МКілі перекладом лінії в режим входу без «pull-up» резистора. Резистор R1 утримує транзистор VT1 в закритому стані при знятті харчування. Кнопка SB1 повинна бути розрахована на великий імпульсний струм, рівний повному навантаженні М К і всього пристрою в цілому;

   

Рис. 4.6. Схеми включення / виключення живлення з використанням МК (продовження):

в) аналогічно Рис. 4.6, б, але з двома ключовими транзисторами. Це має сенс при підвищеній потужності в навантаженні транзистора VT2, коли для його перекладу у відкритий стан вимагається великий базовий струм, який визначається резистором R3;

г) схема Д. Меніера. Після натискання кнопки SB1 відкриваються транзистори VTI, VT2, напруга +5 В поступаєте МК, який виставляє на вихідний лінії порту ВИСОКИЙ рівень. Кнопку SBI тепер можна відпустити, оскільки струм в базу транзистора VT1 подається через резистор R5. Вимкнення живлення проводиться НИЗЬКИМ рівнем на виході МК або переведенням лінії в режим входу без «pull-up» резистора. Гідність схеми – кнопка SB1 може бути малопотужна, розрахована на струм менше 1 йа;

д) аналогічно Рис. 4.6, г, але з інтегральним стабілізатором DA1, з іншими номіналами резисторів і з підключенням кнопки SB1 до загального проводу. Замість DAI можна використовувати будь інший стабілізатор, розрахований на вихідну напругу +3 … +5 В;

е) ключем, комутуючим харчування, є польовий транзистор VT1. Через це знижується падіння напруги між входом і виходом і підвищується економічність. Помножувач напруги зібраний на елементах VDI, VD2, С2, СЗ. Він формує підвищена напруга для відмикання транзистора VT1. Джерелом імпульсів для помножувача служить зовнішній тактовий RC-генератор МК, зібраний на елементах R1, C1 і має окремий вихід ХТ2;

   

Рис. 4.6. Схеми включення / виключення живлення з використанням МК (продовження):

ж) аналогічно Рис. 4.6, б, але з польовим транзистором VT1 і із зниженою напругою живлення. Гідність схеми – економічність через меншого падіння напруги на транзисторі VT1

з) аналогічно Рис. 4.6, б, але між транзистором VT1 і МК вбудований імпульсний помножувач напруги, зібраний на мікросхемі DA1 фірми Maxim / Dallas. Якщо від’єднати виведення 1 мікросхеми DA1 від висновків 5, 8 і з’єднати його з виведенням 6, то напруга живлення МК підвищиться з +3.3 до +5 В;

і) натиснення однієї або кількох кнопок SB1 … SB3 призводить до подачі живлення на М К через відкриті діоди VDI … VD3. Далі М К виставляє НИЗЬКИЙ рівень на лінії виходу, відкриваючи транзистори VTI, VT2 і блокуючи дію кнопок. Тепер кнопки SB1 … SB3 можна використовувати за прямим призначенням для управління трьома входами М К з «pull-up» резисторами (діоди VD1 … VD3 закриті). Вимкнення харчування виробляється ВИСОКИМ рівнем на виході МК. Якщо при цьому буде постійно замкнута хоча б одна з кнопок, то МК залишиться в робочому стані, але без подачі струму в зовнішнє «зважену» ланцюг 4.8 В;

к) після натискання кнопки SB J відкривається транзистор VT1 через елементи R2, VD1. Напруга +5 В надходить в МК, який виставляє на своєму виході ВИСОКИЙ рівень. Транзистор VT2откривается, після чого кнопку SB1 можна відпустити. Надалі її використовують як звичайну керуючу, при цьому вхід МК замикається із загальним проводом через кнопку SBI і діод VD2. Вимкнення живлення проводиться НИЗЬКИМ рівнем на виході МК або переведенням даної лінії в режим входу без «pull-up» резистора;

   

Рис. 4.6. Схеми включення / виключення живлення з використанням МК (продовження): л) аналогічно Рис. 4.6, г, але з інтегральним стабілізатором напруги DAI і з візуальним індикатором подачі харчування на світлодіоді HL1

м) транзистор VT2 відкривається тільки в тому випадку, коли напруга живлення після кнопки SB1 буде більше, ніж +4 У (визначається сумою порогового напруги стабілітрона VD1 і напруги між базою і емітером транзистора VT1)

н) аналогічно Рис. 4.6, в, але на польових транзисторах VTI, VT2 і з інтегральним стабілізатором напруги DA 1 (діапазон заміни +3 … +5 В). Резистор між виходом МК і затвором транзистора VT2 не потрібен, оскільки польовий транзистор управляється напругою, а не струмом. Резистор R2 підтримує закритий стан транзистора VT2 при скиданні МК;

о) при замиканні контактів кнопки SB1 напруга ВИСОКОГО рівня подається через діод VD1 на вивід 4 лінійного стабілізатора напруги DA1 фірми Maxim Integrated Products. На виході стабілізатора з’являється напруга +5 В, яке надходить в МК. У керуючій програмі відразу ж формується ВИСОКИЙ вихідний рівень, який відкриває діод VD2. Тепер кнопку SB1 можна відпустити. Вимкнення живлення проводиться НИЗЬКИМ рівнем на виході МК або переведенням його в режим входу без «pull-up» резистора;

   

Рис. 4.6. Схеми включення / виключення живлення з використанням МК (закінчення):

п) запараллеленние вихідні лінії МК (1) в режимі ВИСОКОГО рівня є джерелом живлення для МК (2). Навантажувальна здатність становить кілька десятків міліампер. Кнопка SB1 працює у тригерній режимі, тобто кожне її натиснення приводить до установки високий / низький рівня одночасно на всіх трьох виходах і, відповідно, до включення / вимикання живлення МК (2). «Коливання» контактів кнопки SB1 усувається програмно. Резистор R1 захищає вхід МК (1) від наведень при великій довжині проводів до кнопки SBI. Число запараллеленних вихідних ліній М К (1) може бути більше, ніж три;

р) аналогічно Рис. 4.6, про, але з іншого мікросхемою стабілізатора напруги DAI (фірма Maxim Integrated Products) і з додатковим входом МК, через який перевіряється стан кнопки SB1, наприклад, для тригерній включення / виключення живлення. Резистор R2 обмежує струм, що протікає через внутрішній діод МК. Це актуально в перший момент часу після натискання кнопки SB1;

з) аналогічно Рис. 4.6, до, але з іншими типами транзисторів, з іншими опорами резисторів, з діодами Шотткі VDI, VD2w з підвищеною напругою на вході. Для живлення МК вимагається окремий стабілізатор напруги, наприклад, на мікросхемі 78L05;

т) аналогічно Рис. 4.6, до, але з одним діодом VD1 і з інтегральним стабілізатором напруги DAL Якщо навантаження по потужності для мікросхеми DA1 менше, ніж 0.5 Вт, то її краще замінити мікросхемою 78L05 або аналогічної з низьким власним споживанням струму.

   
Джерело:
Рюмік С.М. 1000 і одна мікроконтролерних схема.