Открытка с экраном.

Привет. Я хочу сделать что-то вроде открытки с экраном (отображение заложенного текста, часы и еще пара функций). В качестве микроконтроллера - stm32f1. Понимаю, что overkill, но мне будет комфортно использовать этот камень. В качестве экрана otid 128x64 на контроллере SSD1306Z. Питание от батарейки CR2032.
Вопрос в том, как организовать питание. Сам микроконтроллер и всю переферию можно запитать прямо от батареи. Выбивается только step up конвертер питания otid экрана: ему нужно от 3.3 до 4.2 вольт. Правильно ли я понимаю, что оптимальный вариант, это:
<ul> <li> микроконтроллер питать напрямую от батареи, чтобы минимизировать энергопотребление в спящем режиме</li><li> встроенный step up конвертер не использовать
</li><li> вместо него добавить внешний step up конвертер с 2-3 вольт до 7.5-12 вольт и током 1мА.
</li><li> конвертор запитать от ножки микроконтроллера т.к. ток небольшой, а я получу возможность включать/выключать его</li></ul>
Альтренативный вариант:
Запитать встроенный step up конвертер от батареи и надеяться, что он заведется. Насколько я понял, в первых двух ревизиях arduboy было сделано именно так. Автор пишет, что в целом оно работает, но на 2.5 вольтах некоторые экраны становятся слишком тусклыми.

Или может есть какие-то альтернативные способы, до которых я не додумался.

В общем посоветуйте пожалуйста, как лучше сделать и какой step up конвертор подойдет в данном случае. Спасибо.

Сообщение от kiberkus хочу ... stm32f1 .. SSD1306Z ... CR2032. ... ... В общем посоветуйте

Совет первый. Выбросьте из своих расчётов пороги 2V и 2.5V - литиевая батарейка если и разрядится так глубоко, то нормально работать уже не сможет. Пересчитайте на нормальное её напряжение 3V (оно примерно такое в течение большей части её рабочего цикла).

Второй совет. CR2032 в принципе недолговечный источник: ёмкость мала.

Третий. Я бы сначала включил SSD1306 от встроенного step-upа, не вижу причин ему не доверять, да и обвязки в таком включении мало. У Вас дисплей уже есть? Так попробуйте сначала простой вариант со встроенным DC-DC, от этого всего-то три регистра в инициализации меняются.

0

Спасибо. Напряжение буду считать 3V. Формально все равно это маловато для дисплея.

Второй совет. CR2032 в принципе недолговечный источник: ёмкость мала.

Мне нужно продержаться около месяца в режиме полного сна (только RTC чтобы шел) и несколько часов во включенном состоянии. Для этого батарейки хватит.
Но может быть я прикручу еще разъем питания для стационарной работы.

Я бы сначала включил SSD1306 от встроенного step-upа, не вижу причин ему не доверять, да и обвязки в таком включении мало. У Вас дисплей уже есть?

Дисплей пока еще едет. Хочу к моменту его прихода максимально проработать схему, чтобы потом время не терять.
Буду тогда держать вариант с питанием через встроенный step up за основной.

У меня есть платка с дисплеем на этом контроллере, могу посмотреть как оно себя ведёт при разном напряжении. Но всёже советую подумать насчёт маленького литий-полимерного или ионного аккумулятора, такого которые в гарнитуры ставят например, они бывают и тоньше чем 2032, темболее что им держатель не нужен. Да и с саморазрядом у них всё хорошо, у меня по случайности в неотапливаемом гараже журнал VOGUE полтора года пролежал, думал хана ему, открываю, а он рекламу показывает.

0

Спасибо. Изначально меня аккумулятор пугал тем, что напрямую МК от него уже не запитать, да и схему зарядки добавлять придётся. А если ставить разъем зарядки, то почему бы не microusb и не подключить к нему МК, раз там usb slave есть. Это еще внешний осциллятор тянет, который я изначально ставить не собирался.
Но потихоньку привыкаю и это все уже не так пугает.

В модулях с SSD1306, которые продают китайцы, установлен LDO на выходное напряжение 3.3V, а источник высокого напряжения сконфигурирован как "internal DC-DC". В описании товара пишут "Vottage: 3V ~ 5V DC".

kiberkus, это Вам прямой сигнал от наших восточных друзей :-) Если на вход LDO подаётся от трёх вольт, да на нём ещё какое-то напряжение падает, и встроенный step-up тем не менее работает, то всё в порядке будет с питанием дисплея даже от литиевой батарейки.

0

Дисплей у меня самый маленький на этом контроллере - 96х16 пикселей.
Схема такая: на Vbat дисплея входное напряжение напрямую, а на микроконтроллер и Vdd дисплея входное напряжение через ldo на 3.3В, естественно настроен на внутренний DC-DC. Кстати в полной тишине керамические конденсаторы в обвязке пищат О.о

Увеличивал напряжение от 2 до 4.2В.
до 2.15В ничего не видно
2.15В - едва заметное в темноте свечение, но изображение правильное, мусора нет
2.2В - светит примерно в половину яркости
2.25В - почти полная яркость
2.3В - дальше до 4.2В яркость не растёт.

От не свежей CR2032 работает.

0

Для лития (ICR) - 98% емкости лежат от 3,7 до 3,3 В (под нагрузкой, конечно). После - резкий обвал разрядной кривой.

0

Сообщение от mShit Дисплей у меня самый маленький на этом контроллере - 96х16 пикселей. Схема такая: на Vbat дисплея входное напряжение напрямую, а на микроконтроллер и Vdd дисплея входное напряжение через ldo на 3.3В, естественно настроен на внутренний DC-DC. Кстати в полной тишине керамические конденсаторы в обвязке пищат О.о ... ... ... От не свежей CR2032 работает.

Интересные результаты. Я тоже не утерпел и померил кое-что в своём SSD1306 - для полноты картины.

У меня дисплей 128х64 пикселей.
Схема такая: внешнее напряжение питания поступает на LDO, а с него - на Vbat и на Vdd дисплея. Померил падение напряжения на LDO - при том токе, которое потребляет дисплейный модуль в целом, оно оказалось не более... 10 миллиВольт! И этот LDO не дохлый (как можно было бы заподозрить, что у него выход со входом закорочен), проверял подачей внешнего напряжения 5V. Просто очень хороший КМОПовский стабилизатор, китайцы правильно выбрали такой. Это XC6206P332MR - один из моих любимых, кстати.

Да, и конденсаторы у меня не пищат. Тишина гробовая.

0

Спасибо за тесты. Я в итоге внял совету mShit за заложил в схему аккумулятор, поэтому проблема с питанием экрана отпала. Получилось вот такое устройство:
stm32, экран, ИК-приёмник, 4 кнопки, пара светодиодов и зарядка всего этого хозяйства от usb.
Еще понял, что с припаяным аккумулятором неудобно в случае чего МК по питанию перезагружать, поэтому добавил к NRST контактные площадки, чтобы отверткой замкнуть можно было.
Выходы МК может быть еще поперекидываю, когда на плате расставлять буду.

И правильно ли я подключил все кнопки через диоды к WKUP, чтобы можно было из сна выходить?

В схеме в итоге оказалось так много всего... Это не похоже на открытку. какая-то увесистая коробочка будет. :-)

Если выключателя питания не будет, то аккумулятор надо найти со встроенной защитой от переразряда.

З.Ы. Вижу на схеме XC6206P33 ;-)

0

На диод D5 обратите внимание, падения на нём и на диоде в полевике будет достаточно чтоб не перезарядить аккумулятор? А при разряженном аккумуляторе через них слишком большой ток не пойдёт?

0

Сообщение от OtyxPM В схеме в итоге оказалось так много всего... Это не похоже на открытку. какая-то увесистая коробочка будет. :-)

Ну задумывал я плату размером с кредитку, с экраном, 4мя кнопками и ИК приёмником. А оно разраслось. На самом деле линии данных usb можно не распаивать. Тогда и осциллятор не нужен. Светодиоды тоже можно не распаивать. uart я тоже на всякий случай вывел.

Еще я понял, что меня устраивает stop mode, stomdby мне не нужен. Поэтому линию wkup можно вообще убрать. А если оставлять, то к ней еще PWR_SENSE надо как-то подключать, чтобы при втыкании в usb включаться.

Сообщение от mShit На диод D5 обратите внимание, падения на нём и на диоде в полевике будет достаточно чтоб не перезарядить аккумулятор? А при разряженном аккумуляторе через них слишком большой ток не пойдёт?

Зарядкой аккумулятора занимается специализированная микросхема MCP73831. Полевик отключает аккумулятор от всех потребителей, когда подаётся питание по USB, чтобы микросхема заряда могла контролировать ток идущий в аккумулятор. А диод нужен чтобы полевик не открывался, когда идёт питание от батареи.

Но на самой батарее тоже есть контроль от перезаряда и переразряда. Я других батарей не нашел.

Может быть схему зярядки можно упростить до двух LDO и токоограничительного резистора? Понижать до 4.2 для батареи, а затем до 3.3 для МК. С другой стороны, вся эта обвязка для зарада стоит дешево и не так уж там много деталей.

Сообщение от kiberkus Сообщение от mShit На диод D5 обратите внимание, падения на нём и на диоде в полевике будет достаточно чтоб не перезарядить аккумулятор? А при разряженном аккумуляторе через них слишком большой ток не пойдёт?

Зарядкой аккумулятора занимается специализированная микросхема MCP73831. Полевик отключает аккумулятор от всех потребителей, когда подаётся питание по USB, чтобы микросхема заряда могла контролировать ток идущий в аккумулятор. А диод нужен чтобы полевик не открывался, когда идёт питание от батареи.

Я обращаю внимание на то что в этой схеме напряжение с USB пойдёт на батарею напрямую, через диод D5 и паразитный диод полевика.

0

Сообщение от mShit Я обращаю внимание на то что в этой схеме напряжение с USB пойдёт на батарею напрямую, через диод D5 и паразитный диод полевика.

Спасибо. Перепутал сток и исток.
За выходные развел схему, поправил мелкие косяки. Из особенностей разводки: я хочу нижнюю сторону целиком оставить под земляной полигон, чтобы с помощью маски нанести туда рисунок. Т.е. рисунок будет сформирован медью и маской. Поэтому все дорожки я пытался уместить на верхней стороне.

Осталось два вопроса:
1) Будет ли экран работать по SPI, если Shyp Select привязать к земле? Неудобно до МК дорожку тянуть. Так что я бы по возможности без неё обошелся.
2) Я загрузил в eagle DRC от seedstudyo и он ругается на micro usb порт: мол дырки под пластиковые штырьки слишком близко расположены к контактам разъема. Можно ли на это не обращать внимание или мне надо искать другой разъем?


[63.88 Кб]

Вроде как CS был необходим, по нему данные защёлкивались, если я с другим дисплеем не путаю.

0

Сообщение от kiberkus Неудобно до МК дорожку тянуть. Так что я бы по возможности без неё обошелся.

У Вас вообще что-то много дорожек потрачено на интерфейс с дисплеем. Выберите I2C (400 Kbit/s) вместо SPI, а на Riset дисплея RC-цепочку поставьте (у меня так сделано) - и получится всего две дорожки, SCL и SDA.

0

Сообщение от mShit Вроде как CS был необходим, по нему данные защёлкивались, если я с другим дисплеем не путаю.

Я в итоге отказался от clock сигнала uartа. Кажется он особо никому не нужен. Так что нашел сигнал для CS.

Сообщение от OtyxPM У Вас вообще что-то много дорожек потрачено на интерфейс с дисплеем. Выберите I2C (400 Kbit/s) вместо SPI, а на Riset дисплея RC-цепочку поставьте (у меня так сделано) - и получится всего две дорожки, SCL и SDA.

Я выбрал 4 wire SPI по двум соображениям. Во-перых, максимальная частота кадров выше. Если будет время, то я планирую впихнуть в эту штуку игрушку или две. Во-вторых, можно фреймбуфер из памяти гнать на экран побайтово. С SPI, насколько я понял, надо перед каждым байтом данных посылать байт, в котором написано, что это данные. А в 3 wire SPI слово вообще из 9 бит.

Кстати, случайно наткнулся на график яркости этих экранов в зависимости от напряжения:
http://www.mbeddid.ninja/itistronics/co ... -you-think

Сообщение от kiberkus С I2C, насколько я понял, надо перед каждым байтом данных посылать байт, в котором написано, что это данные.

Ошибаетесь. Можно обойтись только одним служебным байтом (с признаком "данные" в определённом бите). Просто в другом бите (т.н. "continuation") ставите флажок, что все последующие байты также "данные". После этого можете хоть весь экран залить без вспомогательных байтов.

Сообщение от kiberkus Кстати, случайно наткнулся на график

Странная статья: она утверждает (с чего бы?), что максимальное разрешение SSD1306 всего 32 пиксела по вертикали. Но фирменный даташит и работающий у меня дисплей с этим заявлением не согласны.

0

Сообщение от OtyxPM Сообщение от kiberkus Кстати, случайно наткнулся на график

Странная статья: она утверждает (с чего бы?), что максимальное разрешение SSD1306 всего 32 пиксела по вертикали. Но фирменный даташит и работающий у меня дисплей с этим заявлением не согласны.
Да там и картинка в этой же статье чуть ниже тоже этому противоречит.

0