Что-то споткнулся на ровном месте - спасайте!

Китайские светодиодные фонарики. Режимамы работы (яркость ШИМ-ом, стробы, SOS-ы) задаёт Tiny13.
Схема примитивная. Кнопка отключает минус литиевого аккумулятора от корпуса фонаря. Микроконтроллер запитан через
диод и небольшую керамическую ёмкость. На PB2 (ADC1) через резистивный делитель (VCC->10k->3k->GND) заведено
напряжение питания. PB1 используется для управления стабилизатором. Собственно и всё.

Включение следующего режима работы осуществляется кратковременным отключением питания кнопкой.
Причем, это "кратковременно" запросто может быть больше секунды. Если выключить на большее время, то
после включения режим не меняется (помнится).

В стремлении к совершенству полез программировать и пока не могу понять КАК они детектируют кратковременное отключение питания. Осциллографом вижу, что питания от конденсатора до BOD хватает где-то на 4 мс как бы я не усыплял контроллер. Это на 3 порядка меньше требуемого значения. Значит, он всётаки выключается. А вот найти какой регистр или флаг после POR и BOR не обнуляется да еще какое-то время сохраняет своё состояние без питания что-то не могу.

Коллеги, есть свежие идеи?

Попробуйте неинициализируемую переменную и проверяйте ее значение сразу после запуска. Но все же это кривой метод - не возможно предсказать время хранения этой переменной. Оно запросто может и 5 секунд оказаться.

Напряжение на резистивном делителе пропадает раньше питания. По этому можно изменить режим, запомнить в EEPROM, и отправиться в powerdown. Или запомнить в оперативной и уснуть до появления прерывания от подачи питания.

Проще при вкл. сразу проверять из еепром режим,запускать нужную функцию,а потом сразу записывать в еепром след. режим и при след. включении режим сменится на др.
А АЦП используется только для индикации разряда аккумулятора\батуреек.

можно даже без диода в питании контроллера обойтись схема такая

выключатель - конденсатор - контроллер
выключаетль - диод - резистор на землю.

сигнал с резистора - на прерываение. как только происходит прерывание, запоминаем режим, меняем режим прерывания и в полный повердаун. Как только происходит второе прерывание, пробуждаемся и выполняем дальнейшие действия.

Конденсатора 0.1мкф хватит только на 0.5сек, прийдется поставить что-то больше.

Попробую. Кривой, не кривой, но как-то китайцы это сделали...


Энергии в конденсаторе не хватает чтобы проспать столько времени. Так что, хоть сохраняй, хоть не сохраняй - всё одно впереди BOR и POR.


Вариант на случай если ничего другого не получится. Но, как я уже писал, китайцы сделали выключение без смены режима. На той плате, на которой я сейчас экспериментирую так и работало - значит МОЖНО и НУЖНО повторить.


Возможно.



Схему менять не представляется возможным. Платку китайцы продают готовой и она достаточно миниатюрна - ставится в бошку фонарика. У меня даже столько проспать не получается при том что ухожу в Power Down даже до выключения питания. Вместе с тем, попадаются фонарики у которых до 2-3 секунд в зависимости от температуры можно выключать питание. Не думаю, что можно столько проспать...

Значит спать не надо. Нужно писать в EEPROM что требуется при следующем включении. Думаю, то что помнится - хранится в EEPROM, а то что меняется - в SRAM. Например так - если при включении режимы сохраненные в EEPROM и SRAM одинаковы (сравниваем заведомо известные адреса) - то меняем режим и пишем новый в EEPROM, иначе - не меняем режим.

Я уверен, что китайский подход не позволяет делать все как положено. Наверняка SRAM хранит данные какое-то время после выключения питания (чисто конструктивная особенность), а китайцы подметив это решили использовать с целью упрощения схемотехники до смешного.

Это позволяет им делать вполне работоспособную вещь за смешные деньги и продавать её миллионами.


Сейчас попытаюсь проверить эту догадку. И когда я найду что там китайцы заметили и оно заработает, то разрешаю зачморить меня, предать анафеме и т.д. Лишь бы работало, как бы смешно это не было. Из него не стрелять и в космос не запускать.

4 ms - это уже в "своем" варианте или в "прототипе" ? Если они не используют BOD, то в "настоящем" power down потребление гораздо меньше... Дурацкий вопрос - а защита включена ? Может, попробовать вычитать, что они там понаписали ?

Я раньше полагал, что используют еще какой-то "вспомогательный" конденсатор. Но сейчас поглядел (правда, не знаю, что конкретно на этой платке стоит - маркировка стерта, а EEPROM внешняя, и на Vcc 10-uF электролит есть), что-то отдельного конденсатора не наблюдаю. А сам бы я попробовал именно с отдельным (для порядка - с последовательным токоограничивающим резистором), подключив его на какую-нибудь ногу ADC. При включении - измерить, что на нем, потом включить и оставить под напряжением. 0.1 uF и параллельно 10 MOhm для утечки. Ну да, при выключении он разрядится через защитный диод входа, но не ниже 0.6V, а дальше - через резистор. До единиц секунд можно поймать, я полагаю (только вот керамика очень уж от температуры плавает...)

P.S. А сам я нафиг выдрал эту плату управления, потому как достала она меня этим постоянным переключением режимов и идиотским стробоскопом..

Им позволяет продавать миллионами и быстро делать - быстрое и дешевое изготовление пресс-форм на корпуса. Уж поверьте мне.

Я бы даже поверил - но, увы, типичный китайский фонарик имеет точеный корпус из дюраля...

Откопал еще одну плату, на которой ещё не успел стереть китайскую прошивку. Посмотрел как она работает. Похоже, они даже не парятся с засыпанием. Желтый луч питание на кнопке, зелёный - на котроллере. Чётко видно как они за 320 мкс доходят до BOD на 1.8 В и умирают.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Совсем умирают.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Нуля не видно. И какое входное сопротивление щупа ? В даташите нет данных о пороговом напряжении сохранения данных в RAM но, вполне возможно, что на этом все и построено....

4мс это мой код. Оригинал 320 мкс и упирается в BOD.


Обижаешь


Да уж очень он яркий, если без режимов использовать. У меня диод CREE XP-G R5 на 1А под 350 люмен по даташиту валит. А есть ведь ещё мощней. Вот стробоскопы и решил выкинуть, да управление ШИМ-мом не очень там сделано.

За это время можно че хош в EEPROM записать. Во всяком случае один бит с номером режима точно.

Типовое время записи в EEPROM данных на порядок больше. Конкретно у tiny13 - 1.8 ms в предварительно стертую ячейку.

Да не надо в EEPROM ничего при выключении писать. Надо при старте определять как давно были выключены и при хорошем питании уже всё что надо делать.

Попробовал неинициализированную переменную проверять при старте. Хранится в памяти где-то 75 мс после выключения питания. После этого принимает произвольное значение, так как проверку ни на 0, ни на FF при старте не проходит. Маловато будет...

Чудес не бывает. Значит что-то есть еше.

Ну во-первых всякие BOD, ADC и компаратор отключить. Вочдог отключить. Просыпаемся по положительному перепаду. Сколько будет храниться так?

Тактовая 128 кГц. Возможно лучше даже максимальная. Отмолотил и уснул.

Не помню чо там в tiny13, но в 2313 был регистр, хранящий тип только что произошедшего ресета (power-on, brown-out, user...). Если контроллер достаточно быстро вырубится по BOD, то возможно внутреннее состояние проживет достаточно долго, чтобы следующий ресет определился как BOR (в даташите где-то был рисунок с уровнями, на которые BOD реагирует).

Второй вариант - с тем же регистром, но как-то цепляющийся за постоянную времени RC-цепочки на ноге ресета.

Может я конечно не умею BOD готовить, но на моей практике не было еще ни одного контроллера, который бы POR без BOR поднимал. Наоборот возможно, но за такое время дело доходит именно до POR.

Что-то я уже расстроился. Перебрал почти все регистры аппаратуры - они при ресете зануляются намертво. А SRAM не держит нужное время... Чтож там китайцы нарыли то?


Нет там ничего. Вся схема это диод с конденсатором на питании и два резистора делителя питания на АЦП. Единственный конденсатор разряжается полностью за единицы миллисекунд.

IMHO, немного не там ищите... При подключении нагрузки к источнику, напряжение на нем будет заметно "проседать". А при отключении нагрузки - будет медленно восстанавливаться к прежнему уровню...

Всеже если все так как описал автор, то я думаю, что решение именно в засыпании при нажатии кнопки с принятием максимальных мер по экономии потребления. Может конденсатор там на единицы микрофарад и при вылизывании энергопортебления получим нужные секунды хранения в ОЗУ. Чудес не бывает. Может действительно запоминается значение источника сброса. Нужно посмотреть что там есть.

Я уже думал измерять что-то в окружении. Напряжение на акб как вариант. Только в одном из режимов диод потребляет всего 40 мА. Более того, плата вообще без диода тоже меняет режимы. Я не могу представить как на акб 18650 потребление tiny13 может что-то там "просадить". За идею спасибо. Попробую её подумать Еще бы приборы, способные это измерить были...

С другой стороны, на сколько хватит EEPROM, если в него постоянно писать ADC? А записать его только после выключение всё равно не получится - нет у них даже 1.8 мс, не говоря уже о 2x1.8 мс.


Посмотри еще раз осциллограммы. Через 320 мкс они упираются в BOD. Всё, никакой жизни, кроме переходных процессов, в микроконтроллере после этого уже нет. И любое последующее включение пойдет по одному и тому же сценарию. Так что, полюбому надо какой-то побочный эффект искать.



Да какие там единицы... 0603 керамика. Максимум 1 мкФ и то сомневаюсь. Доберусь до работы - померяю. Одно я понял - вылизывай, не вылизывай проспать столько не получится всё равно.



Что-то есть точно. И это что-то мне уже спать спокойно не даёт?

Кстати, да. Интересно, как схема ведет себя при работе от сетевого БП, который не проседает?

С другой стороны, тогда придется постоянно писать в EEPROM текущее значение напряжения, иначе можно не успеть.

Недавно делал проект на одном из AVR, программа на ассемблере. Один из регистров общего назначения хранил режимы работы устройства, не помню точно, но r24 вроде. Оказалось, что для инициализации режима по умолчанию после включения вместо команды ldi использовал команду sbr, из-за чего последний режим сохранялся удивительным образом после отключения питания. По питанию стоит конденсатор 220мкФ, но напряжение на нём довольно быстро падало после отключения. Потребление схемы в рабочем режиме где-то 20мА.
Максимально не проверял, но секунд 30 точно регистр сохранял данные.

Тинька, конечно, заметно не сможет "просадить". Но если включить светодиоды (фонарь же?), то "просадка" батареи может быть существенной. АЦП тиньки должно ее определить....

К своему сообщению добавлю, что у меня командой sbr устанавливалась часть битов регистра, а состояние остальных сохранялось после отключения. Возможно из-за того, что некое остаточное напряжение на конденсаторе по питанию оставалось длительное время.

Уверены насчет выделенного слова? А то может всегда помнит? Тогда достаточно при подаче питания выбирать следующий режим. Номер его, естественно, хранить в EEPROM.

Емкость конденсатора может быть и больше( нада померять).
Я делал такую потеху основываясь на битах BORF и PORF регистра MCUSR.
Если PORF - берем из епрома режим и работаем
Если только BORF - берем из епрома режим инкрементируем записываем и работаем.

Главный затык как я понял в величине времени отключенного питания при котором происходит смена режима. Т.е. если выключено надолго - режим не меняется, а если на пару секунд то меняется. Вот в этих секундах и затык.

Кстати, Автор, Вы опять про BOD и т.п., а если все поотключать, в т.ч. АЦП и компаратор чтоб внутрений ИОН тоже выключился - то потремление становится микроамперы, что возможно и позволит выиграть нужные пару секунд.

Светодиод, конечно же, просаживает. Я сейчас играюсь с двумя диодами - первый 1A кушает, а второй вообще до 2.8А.
Но сам драйвер работает как задумано и без диода. И от источника пиитания тоже. Так что, версия с отслеживанием напряжения на акб на 99% ошибочна. Думаю там просто защита акб от переразряда организована.


Не, именно ПОМНИТ. Короткое нажатие - смена режима, длительное выключение - нет смены режима.


До какого значение опускалось питание при этом?



Я же писал, что мне удалось проспать 4 мс до наступления BOR в то время как c оригинальной прошивкой всего 320 мкс до BOR. Раздел даташита "Minimizing Power Consumption" могу уже наизусть цитировать. Отключал всё что там написано. Да, отключение BOD увеличивает время сна, но не в требуемые 250 раз. Просто с включенным BOD проще замерять время по характерному перелому осциллограммы на 1.8 В.

Да, не ищите Вы "китайское решение". Вполне возможно, оно настолько "кривое", что его трудно будет угадать... Сделайте свое. Если не хотите зависеть от прихотей источника, то я бы рекомендовал вариант, предлагаемый rx3apf:

Могу только добавить, что сопротивление входов МК, обычно, порядка гигаом, емкость порядка пикофарад. Соорудить RC-цепочку с нужной постоянной времени, добавив небольшую емкость - совсем не сложно.
P.S. А может и добавлять ничего не придется. Поробуйте ацп-ировать значение на свободном входе АЦП, которое имеется, непосредственно, при включении питания. Естественно, до выключения на нем нужно постоянно поддерживать высокий уровень...

Что-то маловато 75 mS. Это все биты или только некоторые сбрасываются?
Давным-давно делал защиту от копирования на том принципе, что ОЗУ при включении всегда похожее состояние принимает. Именно похожее, а не одинаковое. Так у меня как-раз единицы секунд проходили от выключения до сброса в это состояние. Приходилось различать ситуацию, когда простото ненадолго выключили, и из-за этого ОЗУ в нормальное состояние не успело прийти.
А тут наоборот, можно на этом принципе время выключенного состояния оценить...
Например так:
1. Выделяем и в ОЗУ и в EEPROM по две 8-ми байтных переменных. 1-ю пару назовём ConstR (ОЗУ) и ConstE (EEPROM), а 2-ю соответственно VarR и VarE.
2. При запуске побитно сравниваем ConstR с ConstE и VarR с VarE. Считаем кол-во отличающихся бит. ConstN и VarN соответственно.
3. Если ConstN > 0.8*VarN, то {времени от выключения прошло много; ConstE=ConstR; VarE=VarR; VarR=!VarR; }
иначе{времени от выключения прошло мало; ConstE=ConstR; VarR=!VarE;}

Как алгоритм?

типовое время записи в EEPROM для tiny13 - 3,4мс. в чем вопрос? с кнопки сигнал на компаратор, с конденсатора за диодом - питание контроллера, по прерыванию от компаратора можно менять режим. откуда 3 порядка у Вас появились?
ну или непрерывное АЦ-преобразование, раз компаратор не используется

Вопрос в том ЗАЧЕМ и ЧТО надо писать в EEPROM при пропадании питания? Что мне это даст?

galjoen, спасибо, попробую завтра так сделать. А на каком микроконтроллере и с какой схемой питания так делали?


Собственно я и ищу своё. Совпадёт ли оно в конце концов с "китайским" всё равно узнать не представляется возможным - оригинальная прошивка защищена. Единственное ограничение - схема остаётся такой какая она есть.

Поймите меня правильно. Если бы вопрос стоял в переделке нескольких моих фонариков, то я бы уже давно поставил электролит 100 мкФ, который позволил бы находиться в режиме Power Down нужное время и с мыслью "зато всё сделано правильно" не стал бы поднимать вопрос. Только я думаю, что люди, обитающие на данном форуме даже во время новогодних праздников, не только ради денег рисуют схемы и пишут программы. Я уже несколько лет на AVR ничего не делал - всё на молодых специалистов и студентов скинул. А тут зацепил меня этот китайский контроллер.

А можно попросить схему в студию? Желательно с номиналами. А то не совсем ясно, что обсуждаем.

Я в первом сообщении писал про схему. Питание от литиевого акб 3.7-4.2В. Контроллер запитан через диод и конденсатор. Диод обычный - падает на нём 0.65 В. Номинал конденсатора не измерял, но по цвету похож на 0.1 - 1 мкф. С резистивного делителя VCC->10к->3k->GND подано напряжение на ADC1. PORTB1 используеся для управления стабилизаторами тока AMC7135.

А может все проще - питание на проц всегда подается?
А с кнопки идет на просто на вход ?
Думаю, если проц спит больше всего времени в выключенном режиме, то не сильно нагружает аккумуляторы.

Или все совершенно точно ?


А если вот такая бредовая идея: к примеру после включения неинициализированное ОЗУ с высокой долей вероятности содержит в основном нули (или единицы, не суть важно).
Проц при включении считает кол-во единичных битов в озу и примерно оценивает время, сколько был проц выключен. Чем больше нулей, тем больше было время выключения. А после подсчета снова заполняет ОЗУ единичками.

подтяжкой поддерживать? попробовал на меге8 - за 10мкс напряжение падает до 0. если только подтяжку выключать перед отключением питания? но все-равно при Rвх=100МОм, Cвх=10пФ получатся миллисекунды

Делал на разных, начиная с 1816ВЕ35. Когда было внешнее ОЗУ - делал привязку к нему. Работало всегда. И на советских микроконтроллерах_с_внутренним_статическим_ОЗУ/внешних_микросхемах_статического_ОЗУ и на импортных. Когда была возможность использовал для этого больше байт ОЗУ. Часто, все неиспользуемые в программе байты ОЗУ, под это дело применял. Т.к. с используемыми, при недолгом выключении (единицы секунд), этот фокус не проходил. С динамическим ОЗУ не пробовал, но думаю, что с ним тоже будет работать.

Если заработает, то с вас переделанный фонарик

alevnew, по опыту могу сказать, что нулей и едениц там примерно одинаково. Разные микросхемы ОЗУ из одной партии могут вести себя по разному. В принципе можно считать кол-во едениц/нулей, но без записи в EEPROM всё равно не обойтись. А в данном приложении EEPROM всё равно с избытком, а вот с ОЗУ м.б. напряг.

тоже попробовал. одна и та же ячейка у меня после подачи питания всегда (ну или может почти всегда) содержит значение 00001110. какое время она будет хранить другое (модифицированное) значение? мне кажется этот вопрос уже поднимался

там точно конденсатор на питании контроллера?

Не мерял, но работает.

“меньше знаешь – крепче спишь”

P.S. разломал недавно современную видюху на кондючки и был сильно удивлен "килофарадными" керамическими кондючками.

1000 Ф конденсаторы на видео карте? может "кило-микрофарадные"="миллифарадные", т.е. 1000 мкФ ёмкость ?
хотя мне не встречалась керамика больше десятков мкФ, а тут килофарада. значит я сплю крепче ))

Простите, но я просил не описание схемы (которое Вы дали, аж два раза), и не ее топологию. А точную, восстановленую по топологии, электрическую схему с номиналами. Только тогда можно что-то конкретно обсуждать, не занимаясь догадками...
P.S. Кстати, Вы уверены, что там Тинька стоит? Вполне может быть и PIC12, например. Или еще что-то...

Если топикстартер подключался программатором, стирал исходную программу, заливал свою и его программа работала, то я таки думаю, что он правильно идентифицировал микроконтроллер...

Безусловно. Осталось дождаться подтверждения этого факта топикстартером. И опубликования точной схемы, для конструктивного продолжения дискуссии...

Извини, но рисовать схему я не буду. Из неизвестного там только номинал конденсатора, но его я дома померить не могу - тупо нечем. Все остальное на 200% соответствует моему словеcному описанию.

Укол про PIC, будем считать, я пропустил мимо ушей.

Я все ж подозреваю (на 90%), что дело в сохранении содержимого памяти и после BOR. Пока из приведенных диаграмм вовсе не очевидно поведение напряжения на конденсаторе, поскольку "нуля" не видно (смотреть, само собой, надо по крайней мере 10-мегаомным делителем), как там дальше, за 1.8V ? Для пробы зашунтировать цепь питания у "прототипа" (сотню килоом) - переключение режимов должно бы перестать работать... А емкость вполне можно оценить - или скопом и хоть каким генератором прямоугольника, либо с помощью звуковой карты компьютера.

Не совсем понятна физика процесса.
Вот берем мы две ячейки ОЗУ. После включения они с точностью до 6-7 бит стремятся к одному значению. Теперь начинаем одной переменной давать сильное воздействие посредством инвертирования битов, а вторую не трогаем. Чем больше бит совпало в той что "теребили" тем дольше было выключено питание. А вот зачем в процессе участвует ConstR ? Ведь у неё ожидается достаточно стабильное значение ConstN?

Там же две диаграммы. На одной из них развернуто на 80 мс после выключения и видно, что через 35 мс напряжение уже упало совсем. Оно ненулевое, но это особенности ключа, через который я подаю импульсы питания для измерений. Если выключать кнопкой, то оно естественно до нуля падает. Ну пусть еще на 5 мс дольше - это погоды не делает.

Щуп 10 МОм - тут подвоха не стоит искать. По крайней мере, изменения диаграммы в зависимомсти от программы я вижу хорошо.

Точное значение ёмкости, как мне кажется, непринципиально. Видно же, что запитать от неё микроконтроллер на время, соизмеримое со временем размыкания и замыкания кнопки человеком не получается. Изобретать из-за этого измерительный стенд дома не очень хочется. Обещаю, на работе в понедельник измерю - делов то на 1 минуту, когда приборы есть. Дома у меня даже паяльника чтобы 0603 паять нет.