В даний час комп’ютер на столі у радіоаматора є такою ж обов’язковою річчю, як паяльник, тестер і пінцет. Напрошується ідея – використовувати енергетичні ресурси комп’ютера для живлення МК і вузлів, які він обслуговує. Доступ до живильних напруг – через комп’ютерні роз’єми.

Щоб не пошкодити комп’ютер, рекомендується повсюдно встановлювати захисні запобіжники – звичайні або самовідновлювальні (Табл. 6.5) з робочим струмом 0.1 … 0.3 А. Слід враховувати, що на самовідновлюються запобіжниках (PolySwitch) падіння напруги буде в середньому на 0.1 … 0.3 В більше в порівнянні із звичайними плавкими вставками.

На Рис. 6.13, а … з показані схеми організації харчування від СОМ-порту, Рис. 6.14, а … е – від USB, на Рис. 6.15, а … е – від інших роз’ємів комп’ютера.

   

   

Рис. 6.13. Схеми організації харчування від СОМ-порту (початок):

а) живлення від лінії «RTS» СОМ-порту через параметричний стабілізатор на елементах RJ, VD1. Діод KZ) 2уменьшает на 0.7 В напруга, що подається на МК (з +5.6 до +4.9 В). Лінію «DSR» можна не задіяти, а можна використовувати для програмної перевірки комп’ютером наявності живлячої напруги +4.9 В;

б) двухполярной харчування від СОМ-порту через діодний міст VD1. Вихідні сигнали «RTS», «DTR» повинні мати різний знак або бути протівофазного (встановлюється в програмі);

в) особливість схеми – відсутність фільтруючого конденсатора C1 між висновками «1п» і «Gnd» стабілізатора напруги DA1 (при довгому кабелі конденсатор треба ставити);

   

   

Рис. 6.13. Схеми організації харчування від СОМ-порту (закінчення):

г) харчування від вихідних ліній СОМ-порту через стабілізатор DA /. Діоди VD1 … VD3 включаються за схемою «АБО», що збільшує віддається в навантаження струм. Всі задіяні лінії СОМ-порту треба програмно налаштувати на видачу позитивного напруги або на генерацію імпульсів високої частоти (конденсатор С2 буде накопичувати енергію);

д) позитивне напруга +5 В стабілізується мікросхемою DAI. Негативна напруга не стабілізована і залежить від опору навантаження;

е) стабілітрони VD5, VD6hq мають баластних резисторів. Їх функцію виконують динамічні опору діодів VD1 … VD4, а також вихідні ланцюги всередині комп’ютера;

ж) інверсне включення сигналів. Лінії «RTS» і «DTR» СОМ-порту повинні бути налаштовані на видачу негативного напруги. Резистори RI, R2 обмежують вихідний струм;

з) живлення від СОМ-порту через параметричний стабілізатор на елементах VD1, VD2. Діод VD1 захищає пристрій при випадковій зміні полярності на лінії СОМ-порту. Резистори R2, R3задают вихідна напруга. Вони повинні бути однаковими, точність ± 1%.

   

Рис. 6.14. Схеми живлення МК від USB (початок):

а) XS1 – це роз’єм USB в комп’ютері, до якого підключається кабель, що подає живлення +5 В в пристрій. «Крейсерська» навантаження по струму не більше 100 мА, максимальна – не більше 500 мА (за стандартом). Однак на деяких материнських платах обмежень по струму взагалі немає, тому встановлюють запобіжник FU1. Допускається «гаряче» підключення / відключення кабелю до будь USB-роз’єму працюючого комп’ютера. Ємність конденсатора С J не повинна бути занадто великою, інакше при початковій стикуванні може спрацювати захист в комп’ютері (якщо така є на конкретній материнській платі);

б) резистор R1 виконує функцію обмежувача струму при короткому замиканні в ланцюзі харчування, запобіжник тут не потрібен. Мікросхема DAJ стабілізує напругу +3 В для МК. Конденсатор C1 можна зашунтувати керамічним конденсатором ємністю 0.1 мкФ;

в) елементи VTI, VT2, RJ … R5 потрібні для того, щоб початковий заряд іоністор C1 проводився низьким струмом (визначається резистором R2). Іоністор в зарядженому стані дозволяє підтримувати деякий час напруга живлення МК на клемах «± 4.7 В» при від’єднанні USB-кабелю від роз’єму XS1

г) М К отримує основне живлення від роз’єму XSI через діод VD1 {+4.8 В) і резервне від двох батарей GBI, GB2 через діод VD2 (+3 В). Якщо МК фіксує на своєму вході ВИСОКИЙ рівень, значить, живлення здійснюється від USB, якщо НИЗЬКИЙ рівень – від батарей. Це дозволяє оперативно змінювати режими, збільшувати / зменшувати яскравість підсвічування РКІ і т.д.;

   

Рис. 6.14. Схеми живлення МКОТО USB (закінчення):

д) зниження вхідних ВЧ-перешкод SMD-дроселем L1 фірми Murata Manufacturing (імпеданс 120 … 600 Ом на частоті 100 МГц) і конденсаторами фільтра C1 … CJ. Замість дроселя L1 часто використовують феритову «бусинку» (провідник, протягнути через ферритові кільце або феррі-товую трубку) Стабілізатор напруги DA I має вбудований захист по струму 0.1 А;

е) мікросхема DA 1 (фірма Microchip) інвертує вхідну напругу і держітток навантаження до 100 мА. Не виключено, що ємності конденсаторів C1, СЗ, С4 доведеться зменшити, якщо в комп’ютері почне спрацьовувати захист потоку при підключенні USB-кабелю до пристрою.

   

Рис. 6.15. Схеми живлення МК від різних роз’ємів комп’ютера (початок):

а) використання комп’ютерного блоку живлення PC / AT в якості лабораторного джерела чотирьох напруг. Резистори RI … R4 потрібні для стійкого початкового запуску. При низьких струмах навантаження можна зменшити акустичний шум вбудованого в блок живлення повітряного вентилятора, якщо подавати на нього знижений робоча напруга;

б) організація харчування від LPT-порту, вихідні лінії якого програмно налаштовуються на видачу ВИСОКОГО рівня. Діоди VD1 … VD8 включаються за схемою «АБО», що збільшує що віддається в навантаження струм. Заміна діодів Шотткі звичайними діодами Ш4148/КД522Б можлива, але не рекомендується, оскільки зменшується вихідна напруга. Число діодів 2 … 8 в залежності від кількості вільних ліній LPT-порту. Конденсатор C1 можна застосувати не тільки електролітичний, але і керамічний, такої ж ємності. Струм навантаження і вихідна напруга безпосередньо залежать від материнської плати і типу логічних елементів усередині LPT-порту. Ці елементи бувають «слабкі», стоком віддачі близько 1 мА на одну лінію, і «сильні», стоком віддачі близько 10 мА на одну лінію (перевіряється експериментально);

   

Рис. 6.15. Схеми живлення МК від різних роз’ємів комп’ютера (закінчення):

в) живлення від роз’єму «Game / MlDI», до якого в реальній практиці підключають ігровий комп’ютерний джойстик і музичну MIDI-клавіатуру. Розетку XS1 не можна безпосередньо приєднувати до 15-контактного розетці комп’ютера, необхідний проміжний кабель довжиною 1.5 … 2 м. Інший варіант – замінити розетку XS1 виделкою DB-15M. Запобіжник Fill бажано застосувати самовідновлюється. Він захищає блок живлення комп’ютера від коротких замикань в ланцюзі +5 У пристрої;

г) схема Ж.Томаса. Елементи VT1, R1, C1 служать активним фільтром, що знижує перешкоди від комп’ютера. Вилку ХР1 можна безпосередньо приєднувати до 15-контактного розетці комп’ютера без проміжного кабелю. Харчування +5 В знімається з двох висновків I і 9 роз’єму XPI (а не з одного виведення 8 як на Рис. 6.15, в), що не принципово, оскільки вони Запаралеленими всередині комп’ютера;

д) до шестиконтактний роз’єм XS1 з маркуванням «PS / 2» (модель «6-pin mini DIN») в реальній практиці підключають клавіатуру або мишу. Навантажувальна здатність 0.1 … 0.2 А. Допускається використовувати розгалужується трійник з одночасним живленням розроблювального пристрою і клавіатури / миші;

е) до пятіконтактному роз’єму XS1 в реальній практиці підключається АТ-клавіатура («5-pin DIN»). Котушка індуктивності L1 повинна витримувати постійний струм не менше 250 мА. Вона спільно з конденсаторами C1, С2 фільтрує перешкоди, проникаючі з комп’ютера у пристрій і з пристрою в комп’ютер.

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