Dziwna sytuacja.
Ustawiam sobie pin na ATmega32 w stan Hi-Z (a przynajmniej
tak mi się wydaje, DDRB2 i PORTB2 na 0).
Wygląda na floating.
Jak mierzę napięcie między tym pinem a GND oraz VDD
to dla obu miernik cyfrowy pokazuje 0V.
Czasem się zdarzało że przy mierzeniu między tym pinem
a innym ustawionym na input+pull-up wychodziło 2,5-3V.

Ale na płytce jest też punkt z napięciem ok. -8V dla kontrastu graficznego LCD
(czarno-białego).
I gdy mięrzę między pinem niby na Hi-Z a tym punktem to dostaję
takie samo ok. -8V jak między tym punktem a masą.

To co just nie tak?
Ten Hi-Z to tylko w stosunku do dodatnich napięć?
Czy taka dziwna uroda miernika?

Póki co układ nadal działa, wyświetlacz wyświetla.
Ew. jeszcze do sprawdzenia czy ten pin nadal będzie sterował...

do góry

Dawid Rutkowski <d...@w...pl> napisał(a):
> Dziwna sytuacja.
> Ustawiam sobie pin na ATmega32 w stan Hi-Z (a przynajmniej
> tak mi się wydaje, DDRB2 i PORTB2 na 0).
> Wygląda na floating.
> Jak mierzę napięcie między tym pinem a GND oraz VDD
> to dla obu miernik cyfrowy pokazuje 0V.
> Czasem się zdarzało że przy mierzeniu między tym pinem
> a innym ustawionym na input+pull-up wychodziło 2,5-3V.
> Ale na płytce jest też punkt z napięciem ok. -8V dla kontrastu
> graficznego LCD (czarno-białego).
> I gdy mięrzę między pinem niby na Hi-Z a tym punktem to dostaję
> takie samo ok. -8V jak między tym punktem a masą.
> To co just nie tak?
> Ten Hi-Z to tylko w stosunku do dodatnich napięć?
> Czy taka dziwna uroda miernika?
> Póki co układ nadal działa, wyświetlacz wyświetla.
> Ew. jeszcze do sprawdzenia czy ten pin nadal będzie sterował...

Dobrze kombinujesz, że Hi-Z jest tylko dla niektórych napięć. Dokładniej dla
napięć mieszczących się między GND a VCC. Poza tym zakresem zadziałają diody
zabezpieczające. Jak masz jedną końcówkę miernika podłączoną do -8 V, to
druga zostanie przez diodę połączona z masą. Pin sam w sobie będzie nadal w
stanie wysokiej rezystancji, nic nie będzie na nim aktywnie wymuszało
napięcia. Zobacz sobie tutaj: https://i.stack.imgur.com/SEPn0.jpg Widać obie
diody zabezpieczające, kondensator będący modelem pojemności wejściowej oraz
tranzystor włączający podciągnięcie (pull-up).

--
Grzegorz Niemirowski
https://www.grzegorz.net/

do góry

poniedziałek, 18 września 2023 o 16:47:19 UTC+2 Grzegorz Niemirowski napisał(a):
> Dawid Rutkowski <d...@w...pl> napisał(a):
> > Dziwna sytuacja.
> > Ustawiam sobie pin na ATmega32 w stan Hi-Z (a przynajmniej
> > tak mi się wydaje, DDRB2 i PORTB2 na 0).
> > Wygląda na floating.
> > Jak mierzę napięcie między tym pinem a GND oraz VDD
> > to dla obu miernik cyfrowy pokazuje 0V.
> > Czasem się zdarzało że przy mierzeniu między tym pinem
> > a innym ustawionym na input+pull-up wychodziło 2,5-3V.
> > Ale na płytce jest też punkt z napięciem ok. -8V dla kontrastu
> > graficznego LCD (czarno-białego).
> > I gdy mięrzę między pinem niby na Hi-Z a tym punktem to dostaję
> > takie samo ok. -8V jak między tym punktem a masą.
> > To co just nie tak?
> > Ten Hi-Z to tylko w stosunku do dodatnich napięć?
> > Czy taka dziwna uroda miernika?
> > Póki co układ nadal działa, wyświetlacz wyświetla.
> > Ew. jeszcze do sprawdzenia czy ten pin nadal będzie sterował...
> Dobrze kombinujesz, że Hi-Z jest tylko dla niektórych napięć. Dokładniej dla
> napięć mieszczących się między GND a VCC. Poza tym zakresem zadziałają diody
> zabezpieczające. Jak masz jedną końcówkę miernika podłączoną do -8 V, to
> druga zostanie przez diodę połączona z masą. Pin sam w sobie będzie nadal w
> stanie wysokiej rezystancji, nic nie będzie na nim aktywnie wymuszało
> napięcia. Zobacz sobie tutaj: https://i.stack.imgur.com/SEPn0.jpg Widać obie
> diody zabezpieczające, kondensator będący modelem pojemności wejściowej oraz
> tranzystor włączający podciągnięcie (pull-up).

Dzięki, jak widać układ jest bogatszy niż się na pierwszy rzut oka sądzi.
Kolejna ciekawostka - że "przez miernik przechodzi napięcie",
choć może niekoniecznie przez miernik, tylko akurat przez tą diodę zabezpieczającą.
Dobrze, że mały prąd (tak przynajmniej interpretuję to, że woltomierz ma "dużą
impedancję",
ale już chyba więcej pomysłów na mierzenie napięć między dziwnymi punktami nie będę
wypróbowywał,
choć pin się nie uszkodził ;)
Hmm, a jakby tych diod nie było, to takie zmierzeni mogoby jakoś uszkodzić
mikrokontroler?

do góry

Dawid Rutkowski <d...@w...pl> napisał(a):
> Dzięki, jak widać układ jest bogatszy niż się na pierwszy rzut oka sądzi.
> Kolejna ciekawostka - że "przez miernik przechodzi napięcie",
> choć może niekoniecznie przez miernik, tylko akurat przez tą diodę
> zabezpieczającą. Dobrze, że mały prąd (tak przynajmniej interpretuję to,
> że woltomierz ma "dużą impedancję", ale już chyba więcej pomysłów na
> mierzenie napięć między dziwnymi punktami nie będę wypróbowywał, choć
> pin się nie uszkodził ;) Hmm, a jakby tych diod nie było, to takie
> zmierzeni mogoby jakoś uszkodzić mikrokontroler?

Miernik ma tak dużą rezystancję, że nic by się nie stało.

--
Grzegorz Niemirowski
https://www.grzegorz.net/

do góry

On Mon, 18 Sep 2023 07:36:51 -0700 (PDT), Dawid Rutkowski wrote:
> Dziwna sytuacja.
> Ustawiam sobie pin na ATmega32 w stan Hi-Z (a przynajmniej
> tak mi się wydaje, DDRB2 i PORTB2 na 0).

Ten Hi-Z wcale nie musi byc taki Hi

> Wygląda na floating.
> Jak mierzę napięcie między tym pinem a GND oraz VDD
> to dla obu miernik cyfrowy pokazuje 0V.
> Czasem się zdarzało że przy mierzeniu między tym pinem
> a innym ustawionym na input+pull-up wychodziło 2,5-3V.
>
> Ale na płytce jest też punkt z napięciem ok. -8V dla kontrastu graficznego LCD
> (czarno-białego).
> I gdy mięrzę między pinem niby na Hi-Z a tym punktem to dostaję
> takie samo ok. -8V jak między tym punktem a masą.
>
> To co just nie tak?

Pin ma pewnie zabezpieczenie przed ujemnym napieciem, dioda do masy.
I tu nawet nieczuły miernik by pokazał, a co dopiero czuły..

> Ten Hi-Z to tylko w stosunku do dodatnich napięć?

Zobacz z jakiegos wiekszego napiecia, o 1V wieksze od zasilania,
tylko czulym miernikiem. Moze tam byc podobna dioda do Vdd.
A czuły miernik, zeby uC nie spalic ...



J.

do góry

On Mon, 18 Sep 2023 08:13:21 -0700 (PDT), Dawid Rutkowski wrote:
> Dzięki, jak widać układ jest bogatszy niż się na pierwszy rzut oka sądzi.
> Kolejna ciekawostka - że "przez miernik przechodzi napięcie",
> choć może niekoniecznie przez miernik, tylko akurat przez tą diodę zabezpieczającą.
> Dobrze, że mały prąd (tak przynajmniej interpretuję to, że woltomierz ma "dużą
impedancję",

Taki cyfrowy to czesto 10Mohm ...

> ale już chyba więcej pomysłów na mierzenie napięć między dziwnymi punktami nie będę
wypróbowywał,
> choć pin się nie uszkodził ;)
> Hmm, a jakby tych diod nie było, to takie zmierzeni mogoby jakoś uszkodzić
mikrokontroler?

no coz, nie bez powodu te procki pracują na coraz mniejszych
napieciach :-)

Jakie musiało byc napiecie i jaka rezystancja aby uszkodzic bramke
wejsciową ... trudno powiedziec.

Stare TTL mialy podawane maksymalne napiecie wejsciowe ... 7V, albo
5.5V, nie pamietam. Ale wytrzymywały znacznie więcej :-)

J.

do góry

W dniu 18.09.2023 o 17:13, Dawid Rutkowski pisze:
> Kolejna ciekawostka - że "przez miernik przechodzi napięcie",
No nie, prąd też przechodzi, minimalny ale zawsze, to on spolaryzował ci
diodę w zabezpieczeniu i dzieki temu mogłeś zmierzyć napięcie.
Dla -8V i 10Mom oporności miernika daje to 0,8uA.

--
Janusz

do góry

W dniu 2023-09-18 o 17:13, Dawid Rutkowski pisze:

> Hmm, a jakby tych diod nie było, to takie zmierzeni mogoby jakoś uszkodzić
mikrokontroler?

Podłączenie miernika nie mogłoby uszkodzić, ale jakbyś dotknął palcem
podłączanego (przy tym pomiarze) do pinu przewodu, a wcześniej zrobił
parę posuwistych kroków po dywanie, to mogło by to uszkodzić mikrokontroler.
P.G.

do góry

Dawid Rutkowski wrote:

> Dzięki, jak widać układ jest bogatszy niż się na pierwszy rzut oka sądzi.

Jest znacznie bogatszy nawet w porównaniu z przedstawionym schematem.
Te "diody" są elementem pasożytniczym i trzeba się bardzo nakombinować,
by nie powstały. To są fragment pasożytniczej struktury tyrystorowej.
Dla stosunkowo małych energii działają jak zabezpieczenia nadnapięciowe,
ale większa może tyrystor włączyć i, jak to tyrystor, już w tym stanie
pozostanie aż do odcięcia zasilania (lub wypuszczenia magicznego dymu).
Nazywa się to latchup.

Widziałem ciekawe zastosowanie tych diod: do pinów zegara
mikrokontrolera podłączasz cewkę. Cewkę zbliżasz do innej cewki, która
emituje sygnał o częstotliwości kilkuset kHz. Na pinach mikrokontrolera
pojawia się sygnał, więc masz zegar. Ale jednocześnie ta cewka jest
wpięta w mostek Graetza utworzony przez te diody. Jeśli do VDD/GND
mikrokontrolera podłączysz kondensator (i nic więcej, nie ma zasilacza),
to zasilacz zrobi się "sam". Te trzy elementy wystarczą do zbudowania
prostego systemu zbliżeniowego typu karta płatnicza.

> Kolejna ciekawostka - że "przez miernik przechodzi napięcie",
> choć może niekoniecznie przez miernik, tylko akurat przez tą diodę zabezpieczającą.

Rezystancja wejściowa tanich mierników napięcia to typowo 10MOhm, czyli
w realiach CMOS stosunkowo niedużo. Prąd płynący przez "wyłączony"
MOSFET zależy od rozkładu statystycznego energii nośników ładunku w
krzemie, czyli w zakrytym przed światłem złączu -- od jego temperatury.
Pin Hi-Z działa jak nieliniowy termistor, więc po zasileniu go przez
10M napięcie na nim będzie dość dowolne, jak to w dzielniku.

> Hmm, a jakby tych diod nie było, to takie zmierzeni mogoby jakoś uszkodzić
mikrokontroler?

Następną barierą jest tlenek bramkowy tranzystora wejściowego. Jeśli nie
przekroczysz napięcia przebicia, to nic mu się nie stanie. Np. drivery
MOSFETów często mają zaznaczone maksymalne napięcie ujemne względem GND
i bywają to spore wartości, rzędu -5V. Driver jest blisko tranzystora,
dI/dt spore, indukcyjności ścieżki GND są niezerowe, więc napięcie GND
sobie zauważalnie fruwa wokół 0V i driver musi to przeżyć. A jak
napięcie przekracza napięcie "przebicia" bramki, to wszystko zależy od
wydajności prądowej źródła. Przebicie powstaje albo w wyniku tunelowania
kwantowego przez barierę tlenkową, albo jonizacji lawinowej nośników,
które ugrzęzły w tym tlenku. Jak prąd jest bardzo mały, to i energia z
konieczności jest, więc przez pewien czas nic wielkiego się nie stanie.
A jak nie, no sobie wytopi dziurkę w tym tlenku i układ idzie do kosza.

Pozdrawiam, Piotr

do góry

Janusz wrote:

> No nie, prąd też przechodzi, minimalny ale zawsze, to on spolaryzował ci
> diodę w zabezpieczeniu i dzieki temu mogłeś zmierzyć napięcie.
> Dla -8V i 10Mom oporności miernika daje to 0,8uA.

Rzekłbym, że 800nA to niemal elektrownia Kozienice, a nie "minimalny
prąd" ;) W zeszłym roku zbudowałem z elementów dyskretnych całkiem
złożony układ, który działał stabilnie przy 26nA. Zasilany był z baterii
CeraCharge o oszałamiającej pojemności 100uAh.

Pozdrawiam, Piotr

do góry