Питание IC от линии GPIO

У меня есть приложение с низким энергопотреблением, которое будет питаться от ячейки Li. Я достиг удовлетворительного тока сна с выбранным MCU.

Однако применение ADC IC - совсем другое дело: 900 мкА при неактивности - слишком много для применения с монетоприемником.

Поэтому я подумал, почему бы не отключить питание от АЦП, когда он не используется. На ум пришли две идеи: FET на стороне высокого уровня на Vdd АЦП или просто подключение контакта Vdd (или Vss) АЦП к одному из выводов GPIO MCU (при условии, что ток находится в пределах спецификации источника / приемника MCU).

Я предполагал, что будет много статей, заметок о приложениях и т. Д., Обсуждающих эту идею, но я еще ничего не нашел в сети. Прежде чем я начну экспериментировать, может ли кто-нибудь указать мне на какие-либо соответствующие статьи / заметки приложений в Интернете? Или это просто плохая идея? и если да, то почему?

(Да, я знаю, что большинство MCU имеют встроенные АЦП. По причинам, выходящим за рамки запроса, я действительно должен использовать эту внешнюю ИС АЦП.)

Спасибо!

Питание устройства через вывод GPIO обычно плохая идея. В режиме очень низкой мощности, возможно, вам это сойдет с рук, но я бы не стал его рекомендовать, если у вас нет очень жестких ограничений.

Вы уже отметили, что проверили, что требования АЦП ниже, чем возможности привода на выводе. Это обычно то, что многие люди не проверяют. Если потребление находится в требуемых пределах, то вы можете быть в порядке на этот счет. Тем не менее, убедитесь, что любые требования к переходному току от АЦП также содержатся в возможностях привода GPIO. Вы, по крайней мере, потребовали бы достаточно тяжелой развязки от источника АЦП. Помните тот факт, что выход GPIO не является линией питания с низким импедансом, и будет медленнее реагировать на требования переходного тока.

Во-вторых, поскольку вы используете АЦП, и при этом АЦП, который не встроен в УЦ (что вам следует делать при очень низком энергопотреблении), я предполагаю, что у вас есть некоторые требования, которые не ' Т удовлетворены внутренним АЦП. GPIO, не являющийся линией питания и, что более важно, будучи GPIO микроконтроллера, будет определенно загрязнен по крайней мере тактовой частотой uC, его гармониками и, возможно, субгармониками. Поскольку вы также будете пропускать через него какой-то существенный ток, я не удивлюсь, если появятся и другие эффекты. Вы даже можете в конечном итоге увидеть небольшие компоненты вашего SPI / I2C / что у вас в запасе, в зависимости от того, какой GPIO вы используете и насколько тяжелым является разделение. Если разрешение АЦП и шумовые характеристики важны,

FET на более высокой стороне намного лучше и безопаснее. Вы также можете рассмотреть возможность использования любого количества микросхем, связанных с питанием, которые имеют контроль включения, таких как LDO и тому подобное. LDO, близкий к источнику АЦП, также может помочь в улучшении производительности. Обратите внимание, что это означает, что ваш АЦП должен будет работать при несколько более низком напряжении. Это произойдет и с простым транзисторным переключателем, и с низким полевым транзистором Рдсона эффект, по общему признанию, будет намного меньше, но он будет существовать.

Одна вещь, на которую следует обратить внимание, это то, что подключение цифровых линий микросхемы без питания к GPIO с питанием от UC не очень хорошая идея. Вы в конечном итоге включите свой АЦП через его цифровые устройства ввода-вывода и вызовете странное и потенциально опасное поведение. В частности, я был бы удивлен, если бы ваш АЦП не отвечал, даже когда выключен. Это способно вызвать долгосрочное ухудшение и, в первую очередь, приводит к преимуществу энергосбережения. Для того, чтобы он хорошо отключился, вы должны использовать буфер преобразования уровня для каждой цифровой линии между двумя с возможностью отключения (тристат) выходов. Это может быть сделано либо с помощью контакта EN, возможно, либо с помощью буфера с другими механизмами для отключения (например, SN74LVC1T45 отключается, если источник питания на одной стороне тянется к земле). Полезность схемы зависит от потребления буфера в выключенном состоянии, потребления во включенном состоянии и рабочего цикла (доли времени, на которое вы хотите включить его), а также потребления АЦП (900 мкА), который Вы можете сэкономить, делая это. Если вы будете очень осторожны, вы сможете избежать необходимости в буферах, сделав трюк для ввода-вывода uC, которые подключены к АЦП, прежде чем отключать его, и, таким образом, производить примерно такой же эффект.

Да, вы можете сделать это, просто убедитесь, что все ограничения соблюдены. Я делал это несколько раз. Использование выхода микроконтроллера для фактического питания небольшой цепи вместо переключения ее питания может быть полезным способом экономии места. Я использовал это в одном проекте, например, чтобы включить аналоговый интерфейс ультразвукового приемника только при необходимости.

Помимо очевидной проблемы ограниченного тока, доступного от выходного контакта, вы должны следить за шумом от микро-, попадающего в коммутируемую цепь, и иметь дело с переходными токами, потребляемыми схемой. Добавление заглушки к заземлению на выводе цифрового выхода помогает решить обе эти проблемы, но вы также должны учитывать, какую емкость может подавать микро при включении или выключении линии.

Это не то, что вы должны делать легкомысленно, и вам нужно тщательно обдумать проблемы, но после того, как вы сделали свою домашнюю работу, и она все еще имеет смысл, продолжайте.

Да, ты можешь это сделать. И многие имеют. Например, Adafruit показывает, что это делается для RTC ds1307 на adruino, работающем от двух gpio (как vcc и gnd) . Это также сделано для ЖК-дисплеев Nokia, которым для экрана требуется всего 1 мА (светодиоды с подсветкой - это отдельная история, но все же это может сделать gpio).

Источник питания - это источник питания. Пока ваше потребление тока низкое (или вы можете допустить падение напряжения из-за потребления тока на выводах порта mcu), вы можете это сделать.

Теперь это зависит от того, насколько чистым будет вывод gpio. Некоторые микросхемы менее склонны жаловаться на слегка грязную линию, чем другие. АЦП может быть одним из тех, которые не лучший вариант. Грязный источник может повлиять на разрешение или надежность АЦП. Это может сделать внешний АЦП хуже внутреннего. Как уже упоминалось, шапка может помочь.

Это вряд ли поджарить АЦП, так что лучше всего ставить? Подключите его и проведите через некоторые калибровочные тесты. Если это работает, иди с этим. Если этого не произойдет, используйте NPN-транзистор или аналогичное устройство для отключения питания. Всего лишь одна вещь. Убедитесь, что вы переключаете контакты данных на входы, когда ИС выключена, и подождите, пока вы не включите питание, прежде чем переключать их в режим, в котором они должны быть.