Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik µC steuerung mit LiIon batterie btreiben


von V. S. (Firma: Kolleg) (butaluk)


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Hi Leute,
Ich habe eine Schaltung, die mit Atmega8 läuft, aufgebaut.
Diese Schaltung möchte ich mit einer LiIon Zelle betreiben.
Wie kriege ich die 3 bis 4,2V Zellenspannung in konstante 5V Versorgung 
für den µC.
Die Hauptantriebe werden direkt von LiIon versorgt. Aber die 
Transistoren werden mit µC geschaltet.
Daher brauch ich höchstens 100mA Strom.
Wie kann ich am besten einen DC DC Konverter bauen um die konstante 5V 
zu bekommen????

mfg

von ee (Gast)


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Wieso betreibst du dein uC nicht einfach direkt mit dieser Spannung?

Aus Datenblatt Atmega8 S.235

VCC = 2.7V to 5.5V (unless otherwise noted)

von Martin B. (statler)


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von V. S. (Firma: Kolleg) (butaluk)


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ee schrieb:
> Wieso betreibst du dein uC nicht einfach direkt mit dieser Spannung?
>
> Aus Datenblatt Atmega8 S.235
>
> VCC = 2.7V to 5.5V (unless otherwise noted)


Weil der Transistor mit 5V angesteuert sein soll.

von Eumel (Gast)


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V. S. schrieb:
> Weil der Transistor mit 5V angesteuert sein soll.

Und wieso?

von spontan (Gast)


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>Weil der Transistor mit 5V angesteuert sein soll.

Wie sieht denn der Schaltplan aus?
Transistoren steuert man im allgemeinen nicht mit 5 Volt, bei FET ists 
evtl. nötig.

von V. S. (Firma: Kolleg) (butaluk)


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Der Transistor wird mit PWM angesteuert.
Die Schaltung nur mit LiIon Anzutreiben reicht nicht aus, habe ich schon 
ausprobiert. Schaltet nicht komplett durch…..

von fonsana (Gast)


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Du weisst aber, dass das die MAXIMALwerte sind?

fonsana

von Frank M. (frank_m35)


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V. S. schrieb:
> Der Transistor wird mit PWM angesteuert.
> Die Schaltung nur mit LiIon Anzutreiben reicht nicht aus, habe ich schon
> ausprobiert. Schaltet nicht komplett durch…..

Das kann nicht sein, siehe Anhang. Alles über 1V macht keinen 
Unterschied mehr, zudem, wie fonsana schon schrieb, die 5V sind die 
Absoluten Maximalwerte, nicht die Werte mit denen der Transistor in der 
Regel betrieben werden sollte.

von Andreas B. (bitverdreher)


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V.S.
bevor Du hier weiteren Lesern das Gruseln beibringst, lies Dir doch 
bitte mal die Grundlagen der Funktionsweise eines Transistors durch:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201291.htm

Gruß
Andreas

von fonsana (Gast)


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Und ohne Schaltplan und Quellcode ist das sowieso nur Rumraterei.

fonsana

von Anja (Gast)


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Frank M. schrieb:
> Schaltet nicht komplett durch…..

klar wenn man den Transistor in Kollektorschaltung (Emitterfolger) 
betreibt.

Gruß Anja

von V. S. (Firma: Kolleg) (butaluk)


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Hier ist die Schaltung.
Wenn ich den µC mit 5V betreibe klappt’s. Aber wenn der µC an die LiIon 
angeschlossen wird, leichten die LED’s sehr schwach.

von Anja (Gast)


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V. S. schrieb:
> Hier ist die Schaltung.
> Wenn ich den µC mit 5V betreibe klappt’s. Aber wenn der µC an die LiIon
> angeschlossen wird, leichten die LED’s sehr schwach.

D1 und R2 gehören an den Kollektor des Transistors.
R1 würde ich dann etwas hochohmiger wählen (so 220-470R).

Gruß Anja

von V. S. (Firma: Kolleg) (butaluk)


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Habe ich ausprobiert. Bei R1 220 Ohm nimmt die Schaltung nur 200mA auf.

von Frank M. (frank_m35)


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V. S. schrieb:
> Habe ich ausprobiert. Bei R1 220 Ohm nimmt die Schaltung nur 200mA auf.

Du hast eine variable Eingangsspannung, da ist ein Widerstand fehl am 
Platz. Wenn der Akku voll ist, leuchten die LEDs hell und 250mA fließt, 
wenn er leer ist leuchten sie fast gar nicht mehr und es fließt 
vielleicht nur noch 50mA. (hast du mal getestet wie hell sie bei leerem 
Akku sind?)

Ersetze den festen Widerstand durch eine Konstantstromquelle, bspw.: 
http://www.ledhilfe.de/viewtopic.php?f=35&t=16328#p170077

von V. S. (Firma: Kolleg) (butaluk)


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Zurzeit hat der Akku 3,6 Volt. Wenn ich die LED’s direkt anschließe, 
leuchten die hell und es fließt 250mA.

von Frank M. (frank_m35)


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V. S. schrieb:
> Zurzeit hat der Akku 3,6 Volt. Wenn ich die LED’s direkt anschließe,
> leuchten die hell und es fließt 250mA.

Und wieviel mA halten sie aus? Hast du den Widerstand berechnet (wäre 
gut wenn du die Rechnung uns grob auch zeigst zur Überprüfung) oder auf 
Gut Glück probiert?

Die 3.6V sind die Nennspannung des Akkus, d.h. er ist rand voll. Was ist 
aber wenn er nicht mehr voll ist sondern nur noch 3V hat, dann leuchten 
deine LEDs vermutlich gar nicht mehr wegen dem Spannungsabfall am 
NPN-Transistor (was für eine Farbe und Vorwärtsspannung haben sie?)

Auf jeden Fall ist dein ursprüngliches Problem nun gelöst, da du keinen 
Step-Up Wandler für den uC mehr brauchst, oder?

von V. S. (Firma: Kolleg) (butaluk)


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Frank M. schrieb:
> Auf jeden Fall ist dein ursprüngliches Problem nun gelöst, da du keinen
> Step-Up Wandler für den uC mehr brauchst, oder?

Eigentlich schon. Muss nur das Programm an neue interne Ref Spannung 
anpassen.

Frank M. schrieb:
> Die 3.6V sind die Nennspannung des Akkus, d.h. er ist rand voll.

Ist nicht ganz richtig. Der LiIon Akku hat 3.0V wenn er leer ist und 
4,2V wenn er voll ist. Ich überwache die Akkuspannung und lasse die 
Entladung nur bis 3,1V zu.

Frank M. schrieb:
> Und wieviel mA halten sie aus? Hast du den Widerstand berechnet (wäre
> gut wenn du die Rechnung uns grob auch zeigst zur Überprüfung) oder auf
> Gut Glück probiert?

Das ist eine LED Leuchte aus dem Handel die ich etwas modifiziere. Mit 
Dimm, Bewegung, und Helligkeitsregelung.

von V. S. (Firma: Kolleg) (butaluk)


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Nun habe ich nächstes Problem. Kann mir einer bitte bei der ADC 
Einstellung helfen?
Da ich jetzt keine stabile Spannungsversorgung habe sind meine werte 
auch ungenau. Kent da einer eine Lösung?

Danke!!

von Eumel (Gast)


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V. S. schrieb:
> Nun habe ich nächstes Problem. Kann mir einer bitte bei der ADC
> Einstellung helfen?
> Da ich jetzt keine stabile Spannungsversorgung habe sind meine werte
> auch ungenau. Kent da einer eine Lösung?
>
> Danke!!

Interne Referenz?

von V. S. (Firma: Kolleg) (butaluk)


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Eumel schrieb:
> Interne Referenz?

Die Auflösung ist dann zu klein.

von klaus (Gast)


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Was hat die Referenzspannung mit  der Auflösung zu tun ??

von V. S. (Firma: Kolleg) (butaluk)


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Die Konfigurierung siet so aus:
void ADC_Init(void){

  ADMUX = (1<<REFS1) | (1<<REFS0);

  ADCSRA = (0<<ADPS0) |(1<<ADPS1) | (1<<ADPS2);
  ADCSRA |= (1<<ADEN);

  ADCSRA |= (1<<ADSC);
  while (ADCSRA & (1<<ADSC) )

  result = ADCW;
 }

von V. S. (Firma: Kolleg) (butaluk)


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Ist dann bei 2,56 V Eingangsspannung die volle Auflösung von 1024?

von klaus (Gast)


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V. S. schrieb:
> Ist dann bei 2,56 V Eingangsspannung die volle Auflösung von 1024?

ja

von V. S. (Firma: Kolleg) (butaluk)


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Ich bekomme max. 200 Auflösungen. Auch wenn ich 2,56V ein den ADC 
auflege. An die AVCC und AREF Pins ist nichts angeschlossen.
Ist die Oben stehende Konfiguration Richtig?

von Frank M. (frank_m35)


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Datenblatt:
AVCC is the supply voltage pin for the A/D Converter, Port C (3..0), and 
ADC (7..6). It should be externally connected to VCC, even if the ADC is 
not used. If the ADC is used, it should be connected to VCC through a 
low-pass filter. Note that Port C (5..4) use digital supply voltage, 
VCC.

von V. S. (Firma: Kolleg) (butaluk)


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Frank M. schrieb:
> AVCC is the supply voltage pin for the A/D Converter, Port C (3..0), and
> ADC (7..6). It should be externally connected to VCC, even if the ADC is
> not used. If the ADC is used, it should be connected to VCC through a
> low-pass filter. Note that Port C (5..4) use digital supply voltage,
> VCC.

Jop, Hab das Problem gefunden. Der Pin AVCC muss auch an die 
Versorgungsspannung. Hab das im Datasheet falsch verstanden. Da steht 
wenn man Interne REF Spannung auswählt muss AREF von Versorgungsspannung 
abgeklemmt sein. Und ich hab das auf beide Pins  interpretiert. Mein 
Fehler.
Danke für eure Unterstützung!!!

von c-hater (Gast)


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V. S. schrieb:

> Zurzeit hat der Akku 3,6 Volt. Wenn ich die LED’s direkt anschließe,
> leuchten die hell und es fließt 250mA.

Nunja, über dem Transistor fällt natürlich auch bei voller 
Durchsteuerung immer mindestens dessen Sättigungsspannung ab. Beim BD139 
sind das bei dem genannten Strom etwa 0,5V. Genau um diesen Betrag 
vermindert sich die Spannung, die für deine LEDs tatsächlich zur 
Verfügung steht.

Möchtest du dich nicht lieber doch mal in die Grundlagen der Elektronik 
einarbeiten? Ist nur in deinem eigenen Interesse, es macht einfach mehr 
Spaß, wenn man wenigstens ungefähr weiß, was man tut.

von V. S. (Firma: Kolleg) (butaluk)


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c-hater schrieb:
> Möchtest du dich nicht lieber doch mal in die Grundlagen der Elektronik
> einarbeiten? Ist nur in deinem eigenen Interesse, es macht einfach mehr
> Spaß, wenn man wenigstens ungefähr weiß, was man tut.

Anstatt schlaue Sprüche zu klopfen (mit denen die Foren schon zu genüge 
VOLL sind) könnte man ja einen guten Tipp geben, bzw. auf eine Seite 
verweisen wo derjenige das findet was er sucht.

von Frank M. (frank_m35)


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V. S. schrieb:
> Schlaue Sprüche zu klopfen (mit denen die Foren schon zu genüge
> VOLL sind) könnte man ja einen guten Tipp geben, bzw. auf eine Seite
> verweisen wo derjenige das findet was er sucht.

Anstatt blöde Sprüche zu klopfen (mit denen die Foren noch viel voller 
sind), könnte man ja auch einfach mal auf www.google.de gehen und das in 
das Suchfeld eintippen was man nicht verstanden hat, in deinem Fall: 
LED, Ohmsches Gestz, Bipolartransistor, Li-Ion Akku.

Aber um auch das dir abzunehmen und dir zu zeigen wie dämlich DU dich 
hier anstellst, hab ich mir die Genugtuung gegeben:
Man glaubt kaum was man da alles findet, bspw. was die wirkliche 
Spannung eines Li-Ion Akkus ist und nicht nur die 
Entladeschlussspannung:
http://de.wikipedia.org/wiki/Lithium-Ionen-Akkumulator#Eigenschaften
http://www.messerforum.net/showthread.php?61183-18650-Kapazit%E4t-mehr-Schein-als-Sein&p=558795&viewfull=1#post558795

Auch lässt sich in den unendlichen Weiten des Internets ausführliche 
Anleitungen und Bescheibungen finden die beschreiben was so ein 
Widerstand mit einer LED zu tun hat:
http://de.wikipedia.org/wiki/Ohmsches_Gesetz
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0201113.htm
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/1006011.htm

Und es ist auch keine Kunst eine Beschreibung der Eigenschaften eines 
Transistors zu finden und welche Spannung an ihm verloren geht:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201291.htm


Naja, hättest du dir die Mühe mal gemacht selbst nachzudenken, hättest 
du festgestellt, dass deine Schaltung in ihrer jetztigen Form Müll ist, 
da die Helligkeit der LEDs nicht konstant ist und somit eine 
Helligkeitsregelung über PWM recht sinnlos erscheint.
Du brauchst eine KSQ, wie ich dir schon gesagt habe, du aber 
besserwisserisch ignoriert hast.

von V. S. (Firma: Kolleg) (butaluk)


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Frank M. schrieb:
> hab ich mir die Genugtuung gegeben:

Super!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Frank M. schrieb:
> Man glaubt kaum was man da alles findet, bspw. was die wirkliche
> Spannung eines Li-Ion Akkus ist und nicht nur die

Und wenn man noch durchliest was man findet, wird man noch schlauer du 
Depp.

>-----------------------------------------------------------------
Erreicht der Akku die Ladeschlussspannung von z. B. 4,2 V, wird diese 
Spannung gehalten. Der Ladestrom sinkt dann mit der Zeit immer weiter 
ab, je voller der Akku wird. Sobald der Strom einen bestimmten Wert (z. 
B. C/10 oder gar nur 3 Prozent des anfänglichen Stroms) unterschreitet 
oder er über einen längeren Zeitraum nicht mehr sinkt, wird die Ladung 
beendet.[20] Die Ladeschlussspannung von produktabhängig 4,1 V bis 4,3 V 
darf allenfalls mit einer geringen Toleranz (z. B. 50 mV) überschritten 
werden. Die Verwendung einer etwas niedrigeren Ladeschlussspannung ist 
hingegen unkritisch. Einer gewissen Verringerung der Kapazität steht 
meist eine deutliche Erhöhung der Zahl der nutzbaren Lade- und 
Entladezyklen gegenüber.

Liegt die Zellenspannung bei Beginn des Ladevorgangs unterhalb der 
Tiefentladeschwelle, lädt die Ladeelektronik bis zum Erreichen der 
Mindestspannung zunächst nur mit geringer Stromstärke.[2] Manche 
Ladegeräte lehnen es auch ganz ab, einen tiefentladenen 
Lithium-Ionen-Akku wieder zu laden, und/oder Schutzschaltungen am Akku 
verhindern dieses.
Entladung
Die Spannung des Li-Ion-Akkus sinkt während der Entladung zunächst recht 
schnell von der erreichten Ladeschlussspannung auf die Nennspannung (ca. 
3,6 bis 3,7 V) ab, sinkt dann aber während eines langen Zeitraums kaum 
weiter ab. Erst kurz vor der vollständigen Entladung beginnt die 
Zellenspannung wieder stark zu sinken.[24] Die Entladeschlussspannung 
beträgt je nach Zellentyp um die 2,5 V; diese darf nicht unterschritten 
werden, sonst wird die Zelle durch irreversible chemische Vorgänge 
zerstört. Viele Elektronikgeräte schalten aber schon bei deutlich 
höheren Spannungen, z. B. 3,0 V, ab.
>--------------------------------------------------------------------

von Frank M. (frank_m35)


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Na toll, da macht man sich die Mühe und gibt dir alle Informationen die 
du brauchst, und als Dank wird man als Depp bezeichnet.

Wie alt bist du? 12? Denn Texte verstehen kannst du wohl auch nicht, 
nicht mal die die du hier zitierst.

Ich hatte behauptet, bei 3.6V ist dein Akku so ziemlich rand voll, da 
dies dessen Nennspannung ist, und wenn man den Text von dir liest und 
die Entladekurven mal anschaut dann sieht man, dass meine Aussage der 
Wahrheit entspricht. (oder muss ich dir erklären wie man so eine 
Entladekurve liest? Bei 0 auf der x-Achse fängt der Entladevorgang an, 
ab da bricht die Spannung sofort ein, klar? Oder muss ich dir noch ein 
Bildchen malen?)
Deine 4.2V ist die Ladeschlussspannung, wie es in deinem zitierten Text 
auch steht. Natürlich hat die der Akku für eine kurze Zeit, vielleicht 
1% der Zeit, aber das ist ziemlich unwichtig, da die Spannung die der 
Akku für die restlichen 99% haben wird um die 3.6/3.7V (voll) - 3.0V 
(leer) haben wird.
Was anderes habe ich auch nie behauptet. Da du das aber irgendwie nicht 
wahr haben willst oder begreifst, lass es dabei.

Es ändert alles an der Tatsache nichts, dass du einen festen Widerstand, 
der auf 1 einzige Spannung abgestimmt ist, verbaut hast. D.h. wenn der 
Akku voll ist und 3.6V hat dann leuchten die LEDs hell, wenn der Akku 
direkt nach dem laden angeschlossen wird hast du 4.2V und die LEDs 
werden mit zu viel Strom betrieben, und wenn der Akku leer wird, 
3.0/3.1V hat, dann leuchten deine LEDs gar nicht mehr.
Hinzu kommt, dass du einen Bipolartransistor verwendest an dem 500mV 
unnötiger Weise abfallen, du aber weiße LEDs betreibst, die eine 
Vorwärtsspannung von um die 3.3V haben, also ab einer Akkuspannung von 
3.8V nimmt die Helligkeit noch drastischer ab da nicht nur der feste 
Widerstand nun Probleme macht, sondern auch die Spannung die unter der 
Vorwärtsspannung der LEDs liegt.

Ich sehe hier nur einen Deppen, und das bin nicht ich, da ich nicht eine 
total falsche Schaltung aufbauen will, ohne ein einziges mal die 
technischen/elektrischen Funktionsweisen hinterfragt zu haben.

Aber du scheinst gerade nur damit beschäftigt zu sein deinen Stolz zu 
wahren anstatt zu versuchen einfach die richtige Schaltung aufzubauen.

von V. S. (Firma: Kolleg) (butaluk)


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Hast gut gera

Frank M. schrieb:
> Wie alt bist du? 12?

Hast fast erraten…. Bin 9 ..

von Frank M. (frank_m35)


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V. S. schrieb:
> Hast gut gera
>
> Frank M. schrieb:
>> Wie alt bist du? 12?
>
> Hast fast erraten…. Bin 9 ..

Wenn das jetzt kein Witz ist, sondern der Wahrheit entspricht, dann hast 
du meinen vollen Respekt. Das nächste mal verweise einfach auf dein 
Alter, dann wird dir auch gerechter geantwortet und nicht ein 
Grundwissen (in bspw. Mathematik und Physik) eines 'Erwachsenen' 
vorrausgesetzt.

Du kannst deine Schaltung aufbauen wie du gesagt hast, die Probleme die 
ich nannte werden jedoch auftreten. Du hast eine variable Spannung und 
einen festen Widerstand, somit variiert der Strom mit der Spannung. 
(ohmsches Gesetz), somit variiert die Helligkeit der LEDs mit sinkender 
Akku-Spannung.

Willst du das Problem beheben, so musst du eine Konstantstromquelle 
aufbauen, wie im Link eine Beiträge von mir weiter oben. Die passt den 
Widerstand (realisiert durch den MOSFET) der Spannung an, sodass immer 
der selbe Strom fliest (sofern möglich, d.h. sofern die Spannung nicht 
zu niedrig wird)

Die Alternative ist die Spannung zu stabilisieren und dann einen festen 
Widerstand zu benutzen, wodurch der Strom dann ebenfalls konstant bleibt 
(ohmsches Gesetz). Dazu benötigst du aber einen Step-Up Wandler, der 
jedoch ein genaues studieren der Datenblätter erfordert, sowie eine 
genaue Auswahl und Platzierung der verwendeten Bauteile. Die Schaltung 
sollte gelötet werden. Willst du es dennoch, so ist es vermutlich 
einfacher fertige Schaltungen zu verwenden:
http://www.ebay.de/sch/i.html?_trksid=p5197.m570.l1313&_nkw=step-up+wandler&_sacat=0&_from=R40
bspw: 
http://www.ebay.de/itm/LM2577S-DC-DC-Wandler-Step-up-Power-Supply-Modul-Module-/290590670347?pt=Bauteile&hash=item43a88dbe0b
Die kommen aus Hong-Kong bzw. China, d.h. Lieferzeiten über ein zwei 
Wochen.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Frank M. schrieb:
> und als Dank wird man als Depp bezeichnet.

Naja, wie man in den Wald hineinruft:

Frank M. schrieb:
> und dir zu zeigen wie dämlich DU dich
> hier anstellst

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