Две кнопки контролируют питание ардины + используются как цифровые входы, есть ли опасность?

Question

[token]

Здравствуйте, имеется следующая схема:


Работает она так: при нажатии одной из кнопок на Arduino подается питание, далее по состоянию входов (7 или 8) определяется какая именно кнопка была нажата и производится некое действие. Вопрос: будучи запитанной от батарейки на 12 вольт, через RAW pin (который с внутренним регулятором), существует ли вероятность сжечь плату или цифровой pin?

Версия с оптопарами:

Answer 1

[raincons]

Вероятность существует, зависит от диода: на пине будет отрицательное напряжение (относительно GND), равное падению напряжения на диоде. Для кремниевых диодов пороговое напряжение около 0.4..1.0В, для Шоттки - 0.1..0.3В. А из даташита на мегу:

Absolute Maximum Ratings
Voltage on any Pin except RESET
with respect to Ground ................................-0.5V to VCC+0.5V

Comments

[token]

Это понятно, но будет ли там эта разница в случае если ардуина запитана через RAW? Ведь в таком случае "+" будет приходить из регулятора напряжения, а не с батареи.

[raincons]

token: Конечно будет, какая разница, откуда плюс, если ноль ардуины немного "приподнят" диодом относительно нуля источника, а на пин вы подаете ноль с источника. Вот и получается, что с точки зрения ардуины на пине отрицательное напряжение.

[token]

Rainberd: Не понимаю! В случае использования внутренних PULLUP резисторов ардуины, как потечет ток когда одна из кнопок нажата? Между "+" атмеги и землей так?

[token]

У меня как то не хватает знаний по этой теме, все что есть в голове - это остатки физики из школы и убежденность в том что ток течет от плюса к минусу по кратчайшему пути.

[raincons]

token: Допустим напряжение источника 12в, пороговое напряжение диодов 1в, нажата S1.
Напряжения на ардуине относительно источника (минус тестера на "-" источника):
RAW (на схеме обозначено +5): 12в
D7: 0в
GND: 1в (образовалась цепь "+" -> ардуина -> диод -> "-" источника)
Но относительно ардуины (минус тестера на GND ардуины):
RAW: 11в
D7: -1в
GND: 0в

Ток потечет правильно, от +5в меги -> через pullup внутри -> D7 -> "-", но потечет еще один ток: GND ардуины (для нее тут 0в) -> защитный диод внутри меги -> D7 (для ардуины тут -1в), а защитный диод способен протащить только 0.5в

[token]

Rainberd: Спасибо, буду пытаться это понять ) Но для себя решил что защита для пинов все таки нужна, как и советовали.

[token]

Rainberd: Подумал, а нет ли тут ошибки? А именно: "GND: 1в (образовалась цепь "+" -> ардуина -> диод -> "-" источника)", ведь цепь то будет другой: "+" источника -> выход внутреннего регулятора -> диод -> "-" источника

[raincons]

token: ну если расписать подробнее, то да. Но все равно, линия GND на плате ардуины одна для стабилизатора и атмеги.

[token]

Rainberd: Ок, по Вашим описаниям и из того что удалось получить на stackexchange, я понял, что для определения "безопасности", нужно измерить напряжение между землей ардуины и цифровыми пинами, если там 0 или +... то все ок, а если там отрицательное значение (и оно превышет полвольта), то у рано или поздно сгорит пин, все так?

[raincons]

token: Так. Но можно проще: или измерить напряжение между катодом и анодом диода на включенной схеме (если кнопки не подключать к портам (на схеме линии S1-D7 и S2-D8), то ничего не сгорит), или посмотреть в даташите на используемый диод прямое падение напряжения, в английской литературе "Forward voltage".

И я бы предпочел запас процентов в 50 и не подавал ниже -0.25в, так спокойнее.

Но лучше посмотрите в даташите, например у диода BAT54: при прямом токе 1мА падение всего 0,4В, а при 100мА - уже целых 0.8В.

[token]

Rainberd: Спасибо, но мне не хотелось бы расчитывать на даташит диода, поскольку там слишком много переменных (температура одна из них), поэтому я лучше обезопашу себя путем соединения земли и цифрового входа через аналогичную пару диодов.

Answer 2

[Армянское Радио]

Существует вероятность получить неизвестно что вместо результата работы, потому как контроллер будет запитан черт знает как из-за дребезга контактов.

Такие вещи делаются с использованием спящего режима контроллера с пробуждением по прерыванию от изменения состояния входа.

Comments

[token]

Я знаю про дребезг контактов и режим сна. Вопрос не об этом.

[Армянское Радио]

Хоть бы название вашей ардуины дали, я уже не прошу схему, чтобы посмотреть, куда там этот RAW заведен.

[token]

Армянское Радио: Arduino pro mini, вот схема: https://cdn.sparkfun.com/assets/0/7/5/5/1/51eec304...

[Армянское Радио]

token: Вероятность отсутствует. А вот глюки от дребезга - все ваши.

[token]

Я почему спрашиваю, вот здесь дискуссия была: electronics.stackexchange.com/questions/212408/ard... результатом дискуссии стал совет по защите цифровых входов - путем замыкания их на землю - через диоды. Я правильно понимаю, что опасность описанная там присутствует только в случае питания ардуины - напрямую (из за разницы потенциалов между землей чипа и землей батарейки), а в случае RAW питания можно оставить лишь два диода и все?

[Армянское Радио]

token: Так надо диоды Шоттки брать, ясное дело. А еще, можно банально взять кнопки с двумя группами контактов. Или сделать спящий режим, как у белых людей.

[token]

Шотки да, знаю, кнопку с двумя группами контактов не найти, поэтому и затеял всю эту историю с диодами. Спящий режим не вариант, не хочу я кормить ее когда она мне не нужна вообще.

Answer 3

[token]

Переделал на оптопары. Я прав в том, что эта схема лишается всех вышеупомянутых недостатков?