Ciąg dalszy moich rozważań nad modułami GSM. :)

Mam starszy moduł GSM, który nie posiada pinu "reset". Jeśli coś pójdzie
nie tak, jedynym sposobem jest chwilowe odcięcie zasilania i powtórne
przeprowadzenie procedury inicjującej. Przyszedł mi więc do głowy pomysł
wykorzystania MOSFET-a sterowanego stopniem na tranzystorze npn
odwracającym fazę napięcia. Domyślnie bramka jest podciągnięta do VCC
przez rezystor w kolektorze. Jeśli puszczę prąd bazy z uC tranzystor
wejdzie w stan nasycenia i bramka się rozładuje, MOSFET zostanie zatkany.
Sam MOSFET od strony drenu wpięty do linii zasilania, źródło podpięte do
pinów VCC modułu.

Kilka rzeczy mnie zastanawia:
1) Wiadomo, że moduły mają spore wymagania co do zasilania. Zaleca się
filtrowanie zasilania za pomocą dużych elektrolitów low ESR. Czy
obecność tranzystora może namieszać? Załóżmy, że będzie to coś w rodzaju
IRLR3714ZPBF, który przy niskim napięciu bramki (zasilanie z aku 3,7V)
potrafi przepuścić już całkiem spory prąd.
2) Kondensatory filtrujące zasilanie modułu powinny być przed czy za
tranzystorem? Niby zaleca się by lutować je jak najbliżej modułu, ale
wówczas moduł jeszcze przez moment po odcięciu zasilania będzie pobierał
z nich prąd, a więc procedura resetu będzie musiała być odpowiednio długa.

do góry

W dniu 05.08.2013 00:16, Atlantis pisze:
> Ciąg dalszy moich rozważań nad modułami GSM. :)
>
> Mam starszy moduł GSM, który nie posiada pinu "reset". Jeśli coś pójdzie
> nie tak, jedynym sposobem jest chwilowe odcięcie zasilania i powtórne
> przeprowadzenie procedury inicjującej. Przyszedł mi więc do głowy pomysł
> wykorzystania MOSFET-a sterowanego stopniem na tranzystorze npn
> odwracającym fazę napięcia. Domyślnie bramka jest podciągnięta do VCC
> przez rezystor w kolektorze. Jeśli puszczę prąd bazy z uC tranzystor
> wejdzie w stan nasycenia i bramka się rozładuje, MOSFET zostanie zatkany.
> Sam MOSFET od strony drenu wpięty do linii zasilania, źródło podpięte do
> pinów VCC modułu.

Czyli marzy ci się wtórnik na n-mosie? A ile wynosi to twoje Vcc?
Zapewnisz, że będzie wyższe o przynajmniej 3...4V niż napięcie baterii?

Jak nie masz do dyspozycji takiego napięcia, to pomyśl nad p-mosem (może
Si4463? A może TSM2311 wystarczy).

> Kilka rzeczy mnie zastanawia:
> 1) Wiadomo, że moduły mają spore wymagania co do zasilania. Zaleca się
> filtrowanie zasilania za pomocą dużych elektrolitów low ESR. Czy
> obecność tranzystora może namieszać? Załóżmy, że będzie to coś w rodzaju
> IRLR3714ZPBF, który przy niskim napięciu bramki (zasilanie z aku 3,7V)
> potrafi przepuścić już całkiem spory prąd.

Oprócz prądu ważna jest rezystancja po włączeniu tranzystora (Rds).
Sprawdź jaka jest maksymalna rezystancja źródła zasilania dla tego
modemu. Suma rezystancji wewnętrznej baterii, tranzystora i połączeń nie
powinna przekraczać tej wartości.

Np. Simcom podaje dla swoich modemów maksymalną amplitudę wahań
zasilania 400mV przy impulsowym poborze prądu 2A, czyli źródło zasilania
dla takiego modemu nie powinno mieć rezystancji większej niż 200mOhmów.

> 2) Kondensatory filtrujące zasilanie modułu powinny być przed czy za
> tranzystorem? Niby zaleca się by lutować je jak najbliżej modułu, ale

Za tranzystorem. Trzeba tylko pamiętać, że w momencie włączania
tranzystora będzie udar prądowy ładujący kondensatory.

> wówczas moduł jeszcze przez moment po odcięciu zasilania będzie pobierał
> z nich prąd, a więc procedura resetu będzie musiała być odpowiednio długa.

Trudno. Wolisz mieć szybki reset, czy stabilną pracę modułu przy dużej
odległości od BTSa? W ostateczności zawsze możesz dodać
rezystor+tranzystor do szybszego rozładowania kondensatorów.

do góry

Dnia Mon, 05 Aug 2013 08:52:53 +0200, Zbych napisał(a):
> W dniu 05.08.2013 00:16, Atlantis pisze:
>> Ciąg dalszy moich rozważań nad modułami GSM. :)
>> Mam starszy moduł GSM, który nie posiada pinu "reset". Jeśli coś pójdzie
>> nie tak, jedynym sposobem jest chwilowe odcięcie zasilania

> Czyli marzy ci się wtórnik na n-mosie? A ile wynosi to twoje Vcc?
> Zapewnisz, że będzie wyższe o przynajmniej 3...4V niż napięcie baterii?
> Jak nie masz do dyspozycji takiego napięcia, to pomyśl nad p-mosem (może
> Si4463? A może TSM2311 wystarczy).

Cos podobnego jest chyba stosowane w bateriach do telefonow
komorkowych, jako zabezpieczenie. I jak widac telefony pracuja.


Moze tez odcinac mase, ale wtedy radze przemyslec droge pradow
antenowych.

J.

do góry

W dniu 05.08.2013 09:06, J.F. pisze:
> Dnia Mon, 05 Aug 2013 08:52:53 +0200, Zbych napisał(a):
>> W dniu 05.08.2013 00:16, Atlantis pisze:
>>> Ciąg dalszy moich rozważań nad modułami GSM. :)
>>> Mam starszy moduł GSM, który nie posiada pinu "reset". Jeśli coś pójdzie
>>> nie tak, jedynym sposobem jest chwilowe odcięcie zasilania
>
>> Czyli marzy ci się wtórnik na n-mosie? A ile wynosi to twoje Vcc?
>> Zapewnisz, że będzie wyższe o przynajmniej 3...4V niż napięcie baterii?
>> Jak nie masz do dyspozycji takiego napięcia, to pomyśl nad p-mosem (może
>> Si4463? A może TSM2311 wystarczy).
>
> Cos podobnego jest chyba stosowane w bateriach do telefonow
> komorkowych, jako zabezpieczenie. I jak widac telefony pracuja.
>
>
> Moze tez odcinac mase, ale wtedy radze przemyslec droge pradow
> antenowych.

Nie wiem co tą prądy antenowe, ale wiem, że takie rozwiązaniem może się
skończyć przepływem prądu od układu z odciętą masą do reszty
elektroniki, która tę masę jeszcze ma (np. przez pull upy itp.).
A po włączeniu tranzystora szpilki prądu od nadajnika GSM będą widoczne
na wszystkich wejściach/wyjściach cyfrowych.

do góry

W dniu 2013-08-05 08:52, Zbych pisze:

> Czyli marzy ci się wtórnik na n-mosie? A ile wynosi to twoje Vcc?
> Zapewnisz, że będzie wyższe o przynajmniej 3...4V niż napięcie baterii?

No tak, masz rację, właśnie się zorientowałem co jest nie tak z moim
tokiem myślenia.... ;) Czyli krótko mówiąc: P-MOS i obwód zasilania
modułu GSM włączony w obwód drenu, jako obciążenie. Źródło na masie. Coś
jak IRF7416 powinno chyba wystarczyć?


> Np. Simcom podaje dla swoich modemów maksymalną amplitudę wahań
> zasilania 400mV przy impulsowym poborze prądu 2A, czyli źródło zasilania
> dla takiego modemu nie powinno mieć rezystancji większej niż 200mOhmów.

Przyjrzałem się nocie katalogowej, ale nie ma podanej konkretnej
wartości spadku napięcia. Jest mowa jedynie o tym, że modem podczas
nadawania pobiera impulsowo 1,5A a do pracy potrzebuje napięcia
mieszczącego się w przedziale od 3V do 6V. Niedopuszczalne jest zejście
poniżej tych 3V.
W przypadku zasilania z akumulatorka 3,7V wynika z tego, że maksymalny
dopuszczalny opór po drodze to trochę mniej niż 0,5 oma.
Taki IRF7416 ma maksymalny RDS(on) na poziomie 0,035 oma, ale przy
Vgs=4,5V. Jak oszacować opór dla niższego napięcia na bramce? Jakiego Rw
mogę spodziewać się po typowym aku z telefonu komórkowego na jednym ogniwie?


> Za tranzystorem. Trzeba tylko pamiętać, że w momencie włączania
> tranzystora będzie udar prądowy ładujący kondensatory.

Jakiego maksymalnego prądu mogę się spodziewać? Właściwie pytanie o Rw
aku jest tożsame z tym. ;)

do góry

W dniu 05.08.2013 09:48, Atlantis pisze:
> W dniu 2013-08-05 08:52, Zbych pisze:
>
>> Czyli marzy ci się wtórnik na n-mosie? A ile wynosi to twoje Vcc?
>> Zapewnisz, że będzie wyższe o przynajmniej 3...4V niż napięcie baterii?
>
> No tak, masz rację, właśnie się zorientowałem co jest nie tak z moim
> tokiem myślenia.... ;) Czyli krótko mówiąc: P-MOS i obwód zasilania
> modułu GSM włączony w obwód drenu, jako obciążenie. Źródło na masie. Coś

Źródło na plusie baterii.

> jak IRF7416 powinno chyba wystarczyć?

To jest chyba tranzystor przeznaczony do wyższych napięć Vgs niż 3V.

>> Np. Simcom podaje dla swoich modemów maksymalną amplitudę wahań
>> zasilania 400mV przy impulsowym poborze prądu 2A, czyli źródło zasilania
>> dla takiego modemu nie powinno mieć rezystancji większej niż 200mOhmów.
>
> Przyjrzałem się nocie katalogowej, ale nie ma podanej konkretnej
> wartości spadku napięcia. Jest mowa jedynie o tym, że modem podczas
> nadawania pobiera impulsowo 1,5A a do pracy potrzebuje napięcia
> mieszczącego się w przedziale od 3V do 6V. Niedopuszczalne jest zejście
> poniżej tych 3V.
> W przypadku zasilania z akumulatorka 3,7V wynika z tego, że maksymalny
> dopuszczalny opór po drodze to trochę mniej niż 0,5 oma.

Wymagania na rezystancję źródła zasilającego nie wynikają tylko z
minimalnego napięcia pracy, ale przede wszystkim z pasożytniczych
modulacji sygnału radiowego, które może to wprowadzić.

> Taki IRF7416 ma maksymalny RDS(on) na poziomie 0,035 oma, ale przy
> Vgs=4,5V. Jak oszacować opór dla niższego napięcia na bramce? Jakiego Rw

Z wykresów.

> mogę spodziewać się po typowym aku z telefonu komórkowego na jednym ogniwie?

Nie wiem. Jak kupowałem akumulatory do modemów, to dostawałem raport z
napięciem i rezystancją baterii (np. 100mOhmów dla firmowych i
140...170mOhmów dla "chińczyków" dla ogniw 18650)

>> Za tranzystorem. Trzeba tylko pamiętać, że w momencie włączania
>> tranzystora będzie udar prądowy ładujący kondensatory.
>
> Jakiego maksymalnego prądu mogę się spodziewać? Właściwie pytanie o Rw
> aku jest tożsame z tym. ;)

Jak będziesz znał ESR kondensatorów, Rdson tranzystora i Rw baterii to z
grubsza oszacujesz.

do góry

W dniu 2013-08-05 10:16, Zbych pisze:

> Źródło na plusie baterii.

Tfu! Oczywiście to miałem na myśli.


> To jest chyba tranzystor przeznaczony do wyższych napięć Vgs niż 3V.

Znów masz rację - moje niedopatrzenie.
Widzę, że Si4463DY (oznaczenie bez DY na końcu wskazuje na jakiś
komórkowy wzmacniacz mocy) i TSM2311 nie tak łatwo znaleźć. Nie ma go na
Allegro an w AVT. Pewnie w lokalnych sklepach też nie ma co ich
szukać... Jakieś inne tranzystory mógłbyś polecić? ;)


>> Taki IRF7416 ma maksymalny RDS(on) na poziomie 0,035 oma, ale przy
>> Vgs=4,5V. Jak oszacować opór dla niższego napięcia na bramce? Jakiego Rw
>
> Z wykresów.

Hmm... Jaka jest dokładna procedura? Chodzi po prostu o sprawdzenie
wartości prądu drenu przy najniższym możliwym do oczytania VDS, a
następnie podstawienie ich pod R=U/I?

do góry

Hello Atlantis,

Monday, August 5, 2013, 10:49:30 AM, you wrote:

>> Źródło na plusie baterii.
> Tfu! Oczywiście to miałem na myśli.
>> To jest chyba tranzystor przeznaczony do wyższych napięć Vgs niż 3V.
> Znów masz rację - moje niedopatrzenie.
> Widzę, że Si4463DY (oznaczenie bez DY na końcu wskazuje na jakiś
> komórkowy wzmacniacz mocy) i TSM2311 nie tak łatwo znaleźć. Nie ma go na
> Allegro an w AVT.

W TME 263 sztuki.

[...]

--
Best regards,
RoMan
Nowa strona: http://www.elektronika.squadack.com (w budowie!)

do góry

W dniu 05.08.2013 10:49, Atlantis pisze:
> W dniu 2013-08-05 10:16, Zbych pisze:
>
>> Źródło na plusie baterii.
>
> Tfu! Oczywiście to miałem na myśli.
>
>
>> To jest chyba tranzystor przeznaczony do wyższych napięć Vgs niż 3V.
>
> Znów masz rację - moje niedopatrzenie.
> Widzę, że Si4463DY (oznaczenie bez DY na końcu wskazuje na jakiś
> komórkowy wzmacniacz mocy) i TSM2311 nie tak łatwo znaleźć. Nie ma go na
> Allegro an w AVT. Pewnie w lokalnych sklepach też nie ma co ich

TSM2311 kupowałem w MSE:
http://mselektronik.pl/tranzystor-p-mosfet-20v-4a-1-
25w-0-055r-sot23-pbf.html

Namiar na Si dostałeś już od Romana. Można go też kupić w Mariteksie.

do góry

W dniu 2013-08-05 09:48, Atlantis pisze:
> W dniu 2013-08-05 08:52, Zbych pisze:
>> Za tranzystorem. Trzeba tylko pamiętać, że w momencie włączania
>> tranzystora będzie udar prądowy ładujący kondensatory.
>
> Jakiego maksymalnego prądu mogę się spodziewać? Właściwie pytanie o Rw
> aku jest tożsame z tym. ;)

Bo to takie kombinowanie...
Ja rzucę pomysł - LDO/przetwornica z wejściem włączającym. Na typowym
LDO masz typowo przy tym prądzie 200-300mV, ale generalnie zależy od
egzemplarza. No i jeszcze kwestia upewnienia się, że będzie poprawnie
pracował przy zbyt niskim napięciu zasilania. Będzie przy okazji
ograniczenie prądu i ESR kondensatora niestraszne.
Przy innych parametrach powiedziałbym, że np LM2941, tylko że on ani
takiego prądu nie udźwignie, ani przy takim napięciu nie będzie
pracował, ale w pdf ma nawet taki przykład, gdzie pracuje jako klucz
zasilania.
Na pierwszy rzut oka warto się przyjrzeć bliżej LT1764 albo MIC29302.

Pozdrawiam

DD

do góry