Homenio
/ 25-2-2019
Αντιμετωπίζοντας προβλήματα σε μικροεπεξεργαστές: ο ρόλος του τροφοδοτικού


Αντιμετωπίζοντας προβλήματα σε μικροεπεξεργαστές: ο ρόλος του τροφοδοτικού


Λίγο πολύ όλοι έχουμε αντιμετωπίσει προβλήματα ανεξιχνίαστων κολλημάτων σε κατασκευές με μικροεπεξεργαστές. Συνήθως, η πρακτική εύρευσης του προβλήματος ακολουθεί την λογική απομόνωσης λειτουργικών μονάδων είτε είναι hardware είτε είναι software και η δοκιμή έως ότου εντοπίσουμε ποια μονάδα παρουσιάζει το πρόβλημα. Πριν όμως ξεκινήσουμε την διαδικασία αυτή, καλό θα είναι να έχουμε διασφαλίσει το θέμα της τροφοδοσίας. Πολύς κόσμος δίνει λίγη σημασία στο θέμα της σωστής τροφοδοσίας μιας κατασκευής. Μία προβληματική τροφοδοσία θα δημιουργήσει πιθανότατα προβλήματα κατά την λειτουργία της συσκευής μας τα οποία άλλοτε θα γίνουν αντιληπτά και άλλοτε όχι.

Θα φέρω ως παράδειγμα μία κατασκευή η οποία παρουσίαζε κολλήματα σε ανύποπτο χρόνο. Στην αρχή σκέφτηκα ότι ίσως να υπάρχει κάποιο θέμα με κάποια μεταβλητή του προγράμματος, ένας καταχωρητής που υπερχειλίζει για παράδειγμα. Αρχισα λοιπόν να χρονομετρώ κάθε πότε κολλούσε η συσκευή. Διαπίστωσα ότι δεν υπήρχε μία σταθερή χρονική επαναληψιμότητα των κολλημάτων και έτσι, άρχισα να αποκλείω την περίπτωση του υπερχειλισμένου καταχωρητή. Το επόμενο βήμα θα ήταν η αφαίρεση λειτουργικών μονάδων ώστε να εντοπίσω ποια μονάδα παρουσιάζει πρόβλημα.

Η κατασκευή αυτή τροφοδοτούνταν από έναν μετασχηματιστή τοίχου με ονομαστική έξοδο 12V που συνήθως είναι κάτι παραπάνω. Σύνδεσα λοιπόν ένα τροφοδοτικό από υπολογιστή στην θέση του μετασχηματιστή τοίχου και, ως εκ θαύματος, η συσκευή άρχισε να λειτουργεί χωρίς κωλύματα. Φυσικά δεν πρόκειται για κάποιο θαύμα, θα έλεγα ότι συχνά δίνουμε λίγη βαρύτητα στην τροφοδοσία αν και δεν θα έπρεπε. Ολα ξεκινούν από την σωστή τροφοδοσία. Εάν η τροφοδοσία παρουσιάζει προβλήματα, αυτά θα μεταπηδήσουν στην κατασκευή μας.

Πιθανές αιτίες προβληματικής τροφοδοσίας

1. Το τροφοδοτικό δεν κάνει καλή εξομάλυνση με αποτέλεσμα να παρουσιάζονται αιχμές (spikes) τάσης

2. Η κατασκευή μας "τραβάει" περισσότερο ρεύμα από όσο μπορεί να δώσει το τροφοδοτικό με αποτέλεσμα να "γονατίζει" την τάση

3. Η τάση που δίνει το τροφοδοτικό δεν είναι η ενδεδειγμένη για την λειτουργία της κατασκευής μας (υψηλότερη ή χαμηλότερη)

Σωστές πρακτικές

Χρησιμοποιούμε τροφοδοτικά τα οποία μπορούν να δώσουν περισσότερο από το απαιτούμενο ρεύμα. Χρησιμοποιούμε πυκνωτές εξομάλυνσης και ολοκληρωμένα τα οποία μας δίνουν μία σταθερή τάση. Η σειρά ολοκληρωμένων 78XX (7805, 7809 κλπ) είναι ICs τα οποία μας δίνουν σταθερή τάση εξόδου. Για παράδειγμα, το 7805 μας δίνει σταθερή τάση εξόδου 5Vdc.












Παράδειγμα σταθεροποιητή τάσης με το 78XX. Το σχέδιο είναι του κατασκευαστή