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Topic: Tensione 3.3 Volt !?!?!?!? Come cambiarla. (Read 419 times) previous topic - next topic

steve-cr

Apr 30, 2019, 07:01 pm Last Edit: Apr 30, 2019, 07:02 pm by steve-cr
Parliamoci chiaro, secondo me le nuove schede tipo ESP32 che funzionano a 3,3 Volt sono una str...cavolata.
Se gli attacchi un LCD 2004 oppure 1602 la luminosità è più bassa e diventano lenti nel refresh (a meno di non cambiare la resistenza RF).
Se la usi con una periferica tipo DHT22, che funziona anche a 3 Volt, non puoi più usarla in modalità 2fili perché non riesci più a caricare il condensatore elettrolitico e devi cambiare circuito.
Se poi parliamo di disturbi, il ragionamento è matematico, (e lo semplifico enormemente): su un disturbo di 1 volt in un ingresso a 3,3 volt sono quasi al 30% e viene "ricevuto", mentre gia a 5 volt sono al 20% e "forse" me la cavo.
Ma se parliamo di un PLC a 24Volt capite bene che + o - 1 volt nemmeno se li fila dato che siamo al 5% di livello di disturbo (e questa è una delle ragioni del perché li fanno a 24v).

Però le nostre schedine sono fatte per "sperimentare" oppure poco più che "giocare" se le pensiamo a fare qualcosa di SERIO.

Ecco quindi che devono venire "annegate" in un contesto di conversione dei segnali, come viene, appunto, fatto sui PLC, dove gli ingressi vengono forniti ognuno di un partitore resistivo per abbassare la tensione di ingresso al processore che lavora, anche lui, su queste tensioni.
Le uscite, invece, non sono un problema se gli attacco un relé oppure un fototriac.

Ma, come ben sappiamo, a differenza dei PLC, i nostri ingressi sono anche uscite, dato l'uso sempre più pesante di sensori I2C, one-Wire o two-Wire dove l'ingresso diventa anche uscita e il partitore non è più una soluzione praticabile perchè un 24 volt lo posso abbassare a 3,3 volt ma un 3,3 volt lo devo aumentare....

Ecco, quindi, la classica idea del convertitore Mos (allego lo schema) che funziona benissimo e anche sulla tensione che vogliamo noi.

Ma se ho 12 ingressi, devo mettere 12 mos oppure posso "rimpicciolire" con qualche integrato?
E sugli ingressi analogici, come la mettiamo? Diventa analogica anche la "trasformazione" in 24v ?
Samantha Cristoforetti: "Mi fai fare un giro sul tuo ultraleggero?". "Certamente, però piloto io !"

gpb01

#1
Apr 30, 2019, 07:36 pm Last Edit: Apr 30, 2019, 07:37 pm by gpb01
Parliamoci chiaro, secondo me le nuove schede tipo ESP32 che funzionano a 3,3 Volt sono una str...cavolata.
Emmm ... forse ti sta sfuggendo che nel mondo dei microcontrollori i 3.3V sono già praticamente superati e che il nuovo target è 1.8V ::)

Tu sei troppo orientato al mondo dei PLC e quindi delle applicazioni industriali;  i microcontrollori, solo in minima parte (le CPU) sono usati nei PLC, ma il loro uso maggiore è tutt'altro (Automotive, Medicale, IoT, domotica, ecc. ecc.) dove è richiesto un assorbimento sempre minore ed una densità di componenti sempre maggiore.

Guglielmo
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steve-cr

Non è che io sono orientato ai PLC, è che poi un relè non puoi azionarlo a 1,8 volt e pretendere che ha dei contatti da 20 Amper.
Lo stesso per la domotica: hai un sensore a 20 metri in casa su un filo a 1,8 volt? No, ma ci sono gli amplificatori, dirai tu. E gli amplificatori, in pratica, cosa sono?
E i relè ci sono anche a 1,8 volt, certo, ma che contatto riescono a commutare?
Eh, ma poi ci attacco un relè e poi dal relè ci attacco un teleruttore....
Ma allora non è più finita!
Io sono CONVINTO che sotto a una certa tensione non puoi scendere, se vuoi la distanza, perché la legge di ohm e le cadute di tensione ed i disturbi non li ho inventati io.
Minore è la tensione maggiore è il "rumore di fondo".
Oppure, per fare un "assurdo", abbassiamo il livello delle casse di un concerto da 10mila watt a 10 watt e preghiamo tutti i fans del gruppo musicale di ascoltare in perfetto silenzio?
Gli integrati, le CPU e i semiconduttori sono nati a 5 volt gia 50 anni fa, e questo lo so, ma "l'interfaccia" con il mondo esterno (floppy disk poi hard disk ecc ecc) è sempre stata a 12Volt.
Poi chiaro che un pace-maker lo posso fare anche a 1,8 Volt, ma muovere un'auto o un autotreno non penso sarà mai possibile.
Samantha Cristoforetti: "Mi fai fare un giro sul tuo ultraleggero?". "Certamente, però piloto io !"

steve-cr

#3
Apr 30, 2019, 08:31 pm Last Edit: Apr 30, 2019, 08:31 pm by steve-cr
Poi, certamente, rispetto i costruttori di semiconduttori. Loro hanno le loro validissime ragioni (assorbimento, dissipazione, densità, isolamento...).
Ma il mio discorso non è su questo. Il mio discorso è come interfacciare un processore da 3,3 volt col mondo esterno, perché non puoi mica sempre e solo fare accendere un led (di basso assorbimento, mi raccomando...).  :)
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gpb01

#4
Apr 30, 2019, 08:40 pm Last Edit: Apr 30, 2019, 08:53 pm by gpb01
Ma il mio discorso non è su questo. Il mio discorso è come interfacciare un processore da 3,3 volt col mondo esterno, perché non puoi mica sempre e solo fare accendere un led (di basso assorbimento, mi raccomando...).  :)
... se devi utilizzare oggetti che lavorano con tensioni maggiori ... vai di fotoaccoppiatori ed di operazionali per le analogiche ;)

Guglielmo

P.S.: Ti ripeto che hai una visione "distorta" del mercato (orientata alle grosse potenze) ... quello che indichi tu è, in realtà, una minima parte del vero mercato delle MCU dove, sempre più, si andrà verso tensioni ancora più basse ... ::)
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maubarzi

#5
Apr 30, 2019, 08:50 pm Last Edit: Apr 30, 2019, 10:32 pm by maubarzi
Non è che io sono orientato ai PLC, è che poi un relè non puoi azionarlo a 1,8 volt e pretendere che ha dei contatti da 20 Amper.
Mah, io non li piloto nemmeno ai 5V di un'uscita di Arduino perchè in genere non ci arriva con la corrente necessaria, per cui c'è sempre di mezzo almeno un transistor prima della bobina del relè, per cui non vedo differenze.
Certo che a 1,8V ti sballa la definizione di mosfet logic level ;)

A mio avviso la tensione del micro dovrebbe essere ininfluente, o meglio, dipendere da logiche di progettazione interne dei micro e non dettate da ciò che dovranno pilotare questi micro.
Per la connessione con gli attuatori, i sensori o le schede di comunicazione, si farà sempre una adeguata conversione, non mi pare scandaloso, anzi.

Il micro deve gestire la logica, poi se questa logica dovrà interfacciarsi con altri dispositivi, la cosa si farà con circuiti specifici, come si è sempre fatto salvo casi fortunati dove si poteva farne a meno.
Sono rari i casi in cui ci si connette direttamente. Prendi ad es. il caso dei relè che richiedono comunque il transistor per amplificare la corrente.
Stessa cosa se vuoi comunicare via cavo a distanza, non si può pensare che questa cosa sia implementata sempre direttamente nei micro.
Il micro deve fare il micro, il resto è demandato ai circuiti specifici.
Alla fine è una questione di dove si mette la riga di separazione e secondo me, con l'aumento delle prestazioni, non è assurdo spostarla per tagliare fuori sempre più cose.
Ma questa è solo la mia opinione, che peraltro condivido :P

Edit: Sovrapposto, però colgo l'occasione per aggiungere una ulteriore cosa:
Ma il mio discorso non è su questo. Il mio discorso è come interfacciare un processore da 3,3 volt col mondo esterno, perché non puoi mica sempre e solo fare accendere un led (di basso assorbimento, mi raccomando...).  :)
Secondo me è un'anomalia che un micro accenda un LED, da purista si dovrebbe pensare sempre ad un dispositivo intermedio, altrimenti si mescolano le cose.
Una cosa è la mente e un'altra è il braccio.
Sarebbe come far fare qualche movimento direttamente al cervello, fosse anche solo battere le palpebre, non sarebbe proprio il suo "lavoro".
Non so se con quest'ultima analogia ho reso meglio il mio pensiero, occhio, non sono un estremista, volevo solo esprimere il concetto.

Nel caso specifico, per passare dai 3,3V ai 5V e viceversa mi sono preso una camionata di questi che altro non sono che dei circuiti già pronti con lo schema che hai postato tu all'inizio. 4 conversioni per scheda.
Nessuna buona azione resterà impunita!

Preistoria -> medioevo -> rinascimento -> risorgimento -> rincoglionimento!

uwefed

#6
May 01, 2019, 01:28 am Last Edit: May 01, 2019, 01:30 am by uwefed
ciao steve-cr
Ci sono dei display LCD del tipo HD44780 che sono costruiti per 3,3V.

Quante cose portatili funzionano con una pila da 1,5V o una da 3V? orologi, chiavi con telecomando, Computerini per la bici, cellulari, ecc.

I circuiti vengono costruiti per tensioni piú basse perché consumano di meno.
Le CPU per PC incominciano ad aver bisogno di tensioni sotto 1V.

Ok, nei nostri progetti ci saranno parti con alimentazione 3,3V e altre a 5V o a 12V.

Io adesso sto giocando con un IV17 (tubo VFD) con alimentazione 2,4V di filamento e 27V degli segmenti. Ho un MAX6921 per pilotare i segmenti con 27V e 0V. Ho anche un DRV8838 per creare una tensione alternata per il riscaldamento (per minimizzare la differenza di luminositá dei diversi segmenti).
Alimento il MAX6921 e il DRV8838 con 5V ma potrei alimentare il MAx6921 anche con 3V a 5V o il DRV8838 con 1,8V a 7V.
Le tensioni 2,4V e 27 li creo con 2 convertitori DC/DC da un alimentatore da 12V.
I 5V per il NANO con uno stabilizzatore lineare. Potrei alimentare il NANO anche direttamente con i 12V.
Ciao Uwe

steve-cr

#7
May 01, 2019, 06:49 pm Last Edit: May 01, 2019, 07:01 pm by steve-cr
Perfetto, siamo entrati nel tema e comunque diciamo le stesse cose: la tensione della CPU è ininfluente ma poi si deve rapportare col mondo esterno, o con fotoaccoppiatori o con transistor, mosfet e quant'altro.

Anche io, come fa UWE, mi sono fatto delle schedine coi MOS comprensivo di alimentatore DC-DC step-down con ingresso 24v e uscita 5v da usare sulla sensoristica arduino da collegare a un qualsiasi PLC

Quello che "disturba è che se, per assurdo, Arduino fosse a 1,8 volt non ci puoi accendere nemmeno un led ed è finito il discorso "educativo" perché ti servirebbe conoscere un po' di elettronica da attaccarci addosso, e metà degli iscritti sarebbe già "segata".
Quindi è per quello che non "approvavo" ESP32 perché per farci qualsiasi cosa che non sia accendere dei LED devi aggiungere componentistica, cosa che fai sicuramente meno con Arduino.

Tornando al discorso principale, volendo evitare di mettere tanti MOS quanti sono i canali IN/OUT, esistono dei "componenti multipli" per risparmiare spazio?

E se volessi lo stesso circuito/componente ma che modulasse il segnale analogico, cosa c'è sul mercato?
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steve-cr

#8
May 01, 2019, 07:08 pm Last Edit: May 01, 2019, 07:22 pm by steve-cr
...
P.S.: Ti ripeto che hai una visione "distorta" del mercato (orientata alle grosse potenze) ... quello che indichi tu è, in realtà, una minima parte del vero mercato delle MCU dove, sempre più, si andrà verso tensioni ancora più basse ... ::)
Se parliamo di orologi, smartphone, laptop, gps, e qualsiasi altra cosa che da e riceve INFORMAZIONI sono d'accordo con te e ben vengano le basse tensioni ed i bassi assorbimenti. Quindi la durata maggiore delle batterie.

Sto parlando di MCU che invece devono FARE, ATTUARE, MUOVERE oltre che ricevere e dare informazioni. Il grande successo di Arduino è dovuto al fatto che prima c'era poco o nulla che interagisse coll'esterno.

Io lavoro con i PLC da una vita ed è per questo che do a loro il seguente significato che da Wikipedia:

Code: [Select]
Il controllore logico programmabile (in inglese Programmable Logic Controller,
spesso in sigla, PLC) è un computer per l'industria specializzato in origine nella
gestione o controllo dei processi industriali.

Il PLC esegue un programma ed elabora i segnali digitali ed analogici provenienti da
sensori e diretti agli attuatori presenti in un impianto industriale.

Nel tempo, con la progressiva miniaturizzazione della componentistica elettronica e la
diminuzione dei costi, è entrato anche nell'uso domestico;
l'installazione di un PLC nel quadro elettrico di un'abitazione, a valle degli interruttori
magnetotermico e differenziale (salvavita), permette la gestione automatica dei
molteplici sistemi e impianti installati nella casa:
impianto di riscaldamento, antifurto, irrigazione, LAN, luci, ecc.

Si tratta di un oggetto hardware componibile. La caratteristica principale è lasua
robustezza estrema; infatti normalmente è posto in quadri elettrici in ambienti rumorosi,
con molte interferenze elettriche, con temperature elevate o con grande umidità. In certi
casi il PLC è in funzione 24 ore su 24, per 365 giorni all'anno, su impianti che non
possono fermarsi mai.  


Come vedi, ormai non parliamo più solo di industria ma di IoT, di controllo, domotica, eccetera.
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gpb01

#9
May 01, 2019, 08:11 pm Last Edit: May 01, 2019, 08:11 pm by gpb01
Il grande successo di Arduino è dovuto al fatto che prima c'era poco o nulla che interagisse coll'esterno.
Affatto, il grande successo di Arduino è dovuto alla sua semplicità, al fatto che hw e sw siano open-source, al framework "wiring" ed all'IDE (che assieme nascondono la grossa parte delle complessità della programmazione di una MCU) ed alla comunità.

Per il resto ... perdona, capisco che per te è una parte "vitale", ma continui a parlare di una fetta di mercato (PLC e domotica) che è irrisoria rispetto al reale mercato delle MCU.

Guglielmo
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steve-cr

Per il resto ... perdona, capisco che per te è una parte "vitale", ma continui a parlare di una fetta di mercato (PLC e domotica) che è irrisoria rispetto al reale mercato delle MCU.
Stiamo dicendo le stesse cose!  :)

A me vanno benissimo le MCU da 1,8 V. E so che la domotica e la parte industriale è solo una piccola parte.
Sto solo pensando a dell'elettronica di "conversione". Poi, come diceva anche maubarzi, la tensione della MCU è ininfluente e indipendente da cosa poi ci tiri fuori, perché tanto dovrai sempre annegarla in una elettronica dedicata.

Poi lo so che il grosso delle MCU va su altre cose (orologi, smartphone, laptop, computers, gps ed altre diavolerie) però parliamo anche di altre MCU. Io mi fermo ad Atmel o all'ESP32 (nemmeno Raspberry, troppo complicato...)
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maubarzi

#11
May 01, 2019, 08:58 pm Last Edit: May 01, 2019, 09:00 pm by maubarzi
Nel caso specifico, per passare dai 3,3V ai 5V e viceversa mi sono preso una camionata di questi che altro non sono che dei circuiti già pronti con lo schema che hai postato tu all'inizio. 4 conversioni per scheda.
Questi li avevi visti?
O intendevi conversioni anche a tensioni più alte?
Se è da 3,3 a 5V ne ho visti anche a 8 canali, se non ricordo male, sulla stessa scheda.

Poi, ti propongo una cosa, siccome questi circuiti sarebbero abbastanza semplici e te li fai già da solo, potresti anche pensare a progettarti una scheda in smd con i canali e le misure che servono a te e fartela produrre in quantità più elevata dai vari siti che fanno pcb con anche montaggio, non dovrebbe venire a costare molto.
Se fai tante schede potrebbe convenirti farne un centinaio come serve a te in smd, quindi piciole piciole.
Nessuna buona azione resterà impunita!

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uwefed

#12
May 01, 2019, 10:59 pm Last Edit: May 02, 2019, 03:52 pm by uwefed
Quello che "disturba è che se, per assurdo, Arduino fosse a 1,8 volt non ci puoi accendere nemmeno un led ed è finito il discorso "educativo" perché ti servirebbe conoscere un po' di elettronica da attaccarci addosso, e metà degli iscritti sarebbe già "segata".
Quindi è per quello che non "approvavo" ESP32 perché per farci qualsiasi cosa che non sia accendere dei LED devi aggiungere componentistica, cosa che fai sicuramente meno con Arduino.
I circuiti integrati non vengono costruito per uso "educativo" ma per uso in dei apparecchi che vengono venduti.  Accendere un LED non é proprio l' ultimo fine di un circuito.
Sí devi usare sempre dei Driver o Transistori per pilotare qualcosa.
Esistono 4 optoisolatori in un contenitore a 16 pin.

Ciao Uwe

steve-cr

....
Esistono 4 optoisolatori in un contenitore a 16 pin.
....
Il discorso optoisolatore, purtroppo, mi obbliga ad una tensione fissa.

Invece pensavo di usare i mosfet BSS138 (quelle delle schedine di maubarzi) o addirittura degli integrati  DUAL CHANNEL come i CMXDM7002A o addirittura QUAD CHANNEL come i VQ1001J. Collegati come nelle schedine driver, un paio di resistenze da 10k ogni mos, mi permettono di avere una scheda "multitensione" dove gli ingressi possono essere da 24v, 12v oppure 5v mentre l'uscita sarebbe sempre fissa a 5 oppure 3.3v, magari il tutto settabile con un jumper.
Rimane il discorso analogico...
Samantha Cristoforetti: "Mi fai fare un giro sul tuo ultraleggero?". "Certamente, però piloto io !"

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