Small Circuits Revival – Parte 6 (Un timer watchdog NE555)

Praticamente ogni microcontrollore moderno ha un watchdog integrato. Previene il blocco del microcontrollore, che può essere il risultato di un errore di programmazione o di una condizione operativa imprevista dove, ad esempio, il programma rimane intrappolato in un loop infinito e non reagisce più a input esterni o interni. In linea di principio, questa funzione di watchdog integrata è un timer che deve essere reimpostato regolarmente da un comando speciale entro un certo intervallo di tempo. Se questo comando non viene eseguito indica che il programma è andato fuori pista, il timer va in time out ed esegue un reset. Questo inizierà quindi un riavvio del sistema.

Quindi questo copre ogni eventualità?

Beh, non necessariamente, in casi molto rari i circuiti CMOS - e un microcontrollore è proprio questo - possono subire una condizione di latch-up. In questo stato non funziona nulla e anche un reset non può riportare in sé il microcontrollore. Se si vuole prevenire questa rara condizione, si dovrà fare affidamento su un meccanismo di watchdog esterno. Quelli di voi che hanno familiarità con le opere di Murphy sapranno che la sua Prima Legge afferma che se qualcosa può andare storto, lo farà. Se ignori la possibilità di latch-up, tornerà e ti morderà ... alla fine.

Il circuito

Il circuito watchdog utilizza un NE555 e alcuni MOSFET

Il watchdog mostrato qui, costruito a partire da un timer NE555, è particolarmente efficace: se gli impulsi di reset dal microcontrollore falliscono, interrompe la tensione di alimentazione per circa 5 s. Quindi il microcontrollore si riavvia. Ciò è sufficiente per ripristinare il normale funzionamento in quasi tutti i casi in cui il microcontrollore non è difettoso. Con i valori specificati per R2, R3 e C4, l'intervallo di tempo tra gli impulsi di reset è di circa 10 s. Il duty cycle degli impulsi di reset dovrebbe essere inferiore al 50%. Un impulso (positivo) all'ingresso trigger della durata di pochi microsecondi è sufficiente per scaricare il condensatore C4 tramite T2.

Il componente attivo è il buon vecchio AMV tipo NE555. Gli impulsi di trigger dovrebbero scaricare C4 prima che la tensione sul pin 6 raggiunga la soglia (2/3 V +). In caso contrario, il pin di uscita 3 diventa "low" e T1 interrompe la tensione di alimentazione alla sottosezione del microcontrollore o all'intero dispositivo, poiché T1 può gestire facilmente 1 A senza alcun raffreddamento. L'NE555 è la versione bipolare originale del timer che richiede un'alimentazione di almeno 5 V, la versione CMOS del 555 può funzionare con una tensione di alimentazione inferiore ed è ideale per l'utilizzo con microcontrollori a 3.3 V. Richiede anche meno potenza e può essere configurato utilizzando valori di impedenza più elevati. In questo caso assicurarsi che il MOSFET di potenza (T1) possa essere commutato con questo valore inferiore della tensione di gate. Se desideri ridurre il numero di componenti discreti nel circuito, prova a riprogettarlo utilizzando un IC dual timer come il 556.