Вопрос энергосбережения при подключении по USART STM32L, Подключение к STM32L модуля GSM по USART - вопрос питания Опции

[litweg]

Добрый день.
Хочу подключить GSM модуль (ublox sara g350) к МК по USART. В данный момент использую STM32L151, но планирую в будущем использовать STM32L051 в частности из-за появления в нём LP USART. Устройство питается от батареи и время автономной работы устройства конечно же хочется максимально увеличить.

Поэтому вопрос в том, как максимально грамотно организовать питание МК и GSM модуля. Сложность (для меня, новичка) сейчас заключается в том, как учесть следующие факторы:
1. Питание МК возможно в диапазоне от 1.65 до 3.6 В
2. Питание GSM модуля возможно в диапазоне 3.35-4.5 В. Кратковременно может кушать до 2 ампер.
3. В даташите на GSM модуль написано, что его USART расчитан на уровень в 1.8 В
4. В даташите на STM32L151 информации о напряжении на USART я не нашел и если честно понятия не имею будут ли согласованы уровни сигнала с GSM модулем. Очень боюсь чтобы не было какой-либо паразитной подпитки. Батарея совсем не резиновая.
5. Хотел бы использовать напряжение питания для МК в районе 1.8 В. Работать он будет на довольно низких частотах и смысла давать на него 3.3 В пока не вижу.
6. Батарея 3.7 V литий ион.

Вопросы:
0. Какое напряжение на USART STM32L151? Такое же как и напряжение питания что-ли??? Или оно не зависит от напряжения питания и используется встроенный регулятор напряжения?
1. Как бы Вы принципиально запитали это хозяйство?
2. Имеет ли смысл задумываться о настройке пинов для USART с открытым коллектором? Пины контроллера так настроить можно, а вот пины GSM моддуля со своим внутренним pull-up. Я так понимаю можно даже обойтись без дополнительной обвязки.

Сообщение отредактировал litweg - Apr 11 2014, 16:56

[x893]

Если процессор будет на 1.8V, то никакого согласования не надо, но потери будут с 4V до 1.8V = 2.2V * ток потребления будет теряться в воздух. Чем меньше разница, тем меньше теряете в воздух (на преобразователе напряжения если LDO - но если размеры позволяют то лучше ставить Step-Down). Можно поставить 1.8 -> 3V на одном транзисторе. На вход sara кушает и 3V (там защита должна быть - но если нет - то ещё один транзистор).

Сообщение отредактировал x893 - Apr 11 2014, 17:16

[Plain]

GSM модуль
Батарея 3.7 V литий ион

А точнее, 3,8 В нагрузка и от 3,0 до 4,2 В источник. Итого, требуется повышающе-понижающий (buck-boost) преобразователь.

[=AK=]

Если процессор будет на 1.8V, то никакого согласования не надо, но потери будут с 4V до 1.8V = 2.2V * ток потребления будет теряться в воздух. Чем меньше разница, тем меньше теряете в воздух (на преобразователе напряжения если LDO - но если размеры позволяют то лучше ставить Step-Down).

Ток потребления будет "теряться в воздух" только в том случае, если ток будет течь мимо микроконтроллера, т.е. в случае использования внешнего LDO или step-down с большим током покоя. Найти LDO с током потребления порядка 1 мкА не проблема, а вот step-down с таким током надо еще поискать, мне пока не встречались.

И еще. Вот имеем два устройства на STM32L151, у одного питание 1.8В, у другого 3.6В. Какие преимущества будет иметь устройство с питанием 3.6В, у которого меньше эти самые "потери в воздух"? Ток потребления у него будет больше, это точно, а поскольку оба устройства питаются от одного и того же источника 3.7В, то суммарная мощность потребления будет больше, батарейка разрядится быстрее. А реальные преимущества от того, что "потери в воздух меньше" какие? Вам не приходит в голову, что "потери в воздух" у устройства с питанием 3.6 В на самом деле больше, поскольку его ток потребления больше? Только эти потери будут не на внешнем LDO, а по большей части на внутреннем LDO, который встроен в сам чип.

2. Питание GSM модуля возможно в диапазоне 3.35-4.5 В. Кратковременно может кушать до 2 ампер.

Напрашивается суперкап

4. В даташите на STM32L151 информации о напряжении на USART я не нашел и если честно понятия не имею будут ли согласованы уровни сигнала с GSM модулем. Очень боюсь чтобы не было какой-либо паразитной подпитки. Батарея совсем не резиновая.

Согласовать при помощи открытых коллекторов, например, на транзисторах, чтобы голова не болела.

[litweg]

Найти LDO с током потребления порядка 1 мкА не проблема, а вот step-down с таким током надо еще поискать, мне пока не встречались.

Поискал LDO для GMS модуля на 3.6 вольта и 2А и кажется всё же это проблема. Пока что лучшее что нашел это LT1587, но собственное потребление у неё будет где-то в районе 10 милиампер.

Всем спасибо огромное за советы!

[Plain]

http://www.digikey.com/product-search/en?p...amp;pageSize=25

[litweg]

коментарий удален

Сообщение отредактировал litweg - Apr 14 2014, 13:19

[x893]

я такой использовал
http://www.ti.com/product/tps62740
не для gsm конечно - он напрямую к батарее

Сообщение отредактировал x893 - Apr 14 2014, 13:19