←
GpioLab pin je součástka, ne symbol
Otevřít interaktivní verzi → Do kalkulačky →

Tohle je statická kopie kapitoly pro vyhledávače. Interaktivní verze má animované obrázky, kontrolní otázky a tlačítka, která příklad načtou do kalkulačky.

Pod tím leží

Co tenhle nástroj nepočítá, a zdroje

1.mezní vs. doporučenéI_abs > I_dop2.tři rozpočtypin < port < pouzdro3.LED a rezistor(V−V_F)/I − R_pin4.MOSFET z pinuR·(V_kat−V_th)/(V_GS−V_th)5.cívka a dioda½LI²6.teploT_a + P·θ7.optočlenI·CTR8.vstup a ochrana(V−V_DD)/R_s9.ADCRC·(n+1)·ln210.PWM jako DACV·d(1−d)·T/τ11.rozpočet deskyΣ I < ½ I_pouzdrojedenáct kapitol, jedenáct vztahůvšechny stojí na jednom: pin je součástka, ne symbol
Jedenáct kapitol a vztah, na kterém každá stojí.

Vědomá omezení

  • ESD se tu nepočítá. Ochranné diody a sériový odpor řeší trvalé přepětí. Elektrostatický výboj je kilovolty za nanosekundy a řeší se TVS diodou, plánem kostry a mechanikou — to je jiná úloha a patří do PcbLabu.
  • Model MOSFETu je prvního řádu. RDS(on) ∝ 1/(VGS−Vth) platí v oblasti, která nás zajímá; blízko prahu (pod voltem přebuzení) je model optimistický a nástroj to hlásí. Teplotní závislost (odpor roste zhruba o třetinu do 100 °C) v modelu není.
  • Spínací ztráty jsou odhad. Počítá se překryv napětí a proudu s dobou hrany z náboje hradla. Skutečný průběh závisí na Millerově plató a na indukčnosti přívodů, což by vyžadovalo simulaci.
  • θJA je vstup, ne výsledek. Skutečná hodnota závisí na plošném spoji a spočítat ji znamená řešit vedení tepla v mědi. Hodnoty v nástroji jsou typické, ne zaručené.
  • CTR optočlenu a jeho stárnutí jsou vstupy z katalogu. Rychlost je hrubý odhad.
  • Vzorkovací kondenzátor ADC se u konkrétního čipu liší (2 až 30 pF) a je v katalogu. Nástroj má výchozí 4 pF, což je běžná hodnota u 12bitových převodníků v mikrokontrolérech.

Zdroje

  • ATmega328P (Microchip) — proudy pinů, portů a pouzdra, DC charakteristiky.
  • STM32F407 (ST) — tytéž meze pro 3,3V rodinu, parametry ADC.
  • 2N7002, BSS138, AO3400, IRLZ44N — prahy, RDS(on) a náboj hradla.
  • PC817 (Sharp) — CTR a jeho rozsah, rychlost.
  • 1N4148, BAT54 — úbytky nulových diod.
  • Standardní tepelný model Tj = Ta + P·θJA a definice θJA podle JEDEC JESD51.

Jak to navazuje

Tahle labka končí na hranici čipu. Co se děje uvnitř — hodiny, časovače, přerušení, DMA — je McuLab. Odkud se bere těch 3,3 V a proč zrovna takový kondenzátor vedle čipu, je RegLab. A měď, která to všechno spojuje a zároveň chladí, je PcbLab.

Jedna věta na závěr: pin je součástka, ne symbol ve schématu. Má odpor, mez, teplotu a rozpočet — a všechny čtyři se dají spočítat dřív, než se něco připájí.