Hallo Leute, Habe erst vor wenigen Wochen mit dem Arduino-basteln angefangen, bin also recht ahnungslos. Ich möchte einen avr längere Zeit mit 3 AA-Batterien betreiben und für den Fall, dass diese zur Neige gehen eine 3V Knopfzelle einbauen. Dazu habe ich mir folgende Schaltung aus den Fingern gesaugt (Anhang). Dazu hätte ich ein paar Fragen. 1. Macht die Schaltung Sinn? 2. Ist das mit den beiden Spannungsquellen im Parallelbetrieb für < 1sec, in der Praxis problematisch und sollte ich noch eine Diode zwischen +4.5V und VCC schalten? 3. Verbraucht diese Schaltung zusätzlichen Strom? (Z-Diode, Gatter bei Y=0) 4. Dasselbe haben bestimmt schon drölfzigtausend Leute vor mir eleganter gelöst. Wäre über Tips oder Links dankbar. 5. Wenn das Signal auf Pin 2 kommt soll der avr noch ein paar Befehle ausführen und dann möglichst die Knopfzelle nicht mehr belasten. Mir fällt dazu nur bistabildes Relais ein, aber das scheint mir recht umständlich zu sein. Danke im Voraus, Peter
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Mir ist nicht klar, wie die Schaltung gedacht ist, aber funktionieren wird sie ganz bestimmt nicht. Peter Lutowski schrieb: > 1. Macht die Schaltung Sinn? Nein, eher nicht. Peter Lutowski schrieb: > 2. Ist das mit den beiden Spannungsquellen im Parallelbetrieb für < > 1sec, in der Praxis problematisch und sollte ich noch eine Diode > zwischen +4.5V und VCC schalten? Die beiden Spannungsquellen sind nicht im Parallelbetrieb, zumindest solange man nicht einen ggf. möglichen Dreckeffekt des Gatters ausnutzt. Hängt von der Technologie ab. Welches Gatter das ist (d. h. welche Technologie), steht aber nicht dabei. Peter Lutowski schrieb: > 3. Verbraucht diese Schaltung zusätzlichen Strom? (Z-Diode, Gatter bei > Y=0) Das Gatter ist normalerweise eine Schaltung, die versorgt werden muss. Hängt von der Technologie ab. Peter Lutowski schrieb: > 5. Wenn das Signal auf Pin 2 kommt Welches Signal? > soll der avr noch ein paar Befehle > ausführen und dann möglichst die Knopfzelle nicht mehr belasten. Mir > fällt dazu nur bistabildes Relais ein, aber das scheint mir recht > umständlich zu sein. Den AVR in den Sleep Mode versetzen?
Lass die Konpfzelle weg und beauftrage den Tiny lieber, alle paar Minuten den Batteriepegel zu messen. Dazu brauchst du genauso nur einen Pin und kannst dir das ganze Gatterzeugs und die Zenerdiode sparen. Dazu brauchst du lediglich die interne Referenz des Tiny mit 1,1 oder 2,56V und einen Spannungsteiler, der darauf abgestimmt ist. Du könntest auch den Analogkomparator so schalten, das er bei Unterschreiten einer Grenzspannung feuert. Auch der Brownout Detektor wäre geeignet - du siehst, es geht nahezu ohne externe Bauteile, ist alles schon im Tiny drin.
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Zunächst wäre erstmal wichtig zu wissen was das ganze soll. Was soll den die Knopfzelle dann leisten? Wenn sie für ein "geordnetes Abschalten" sorgen soll, dann kannst du das doch eher über Software oder einen Schmitt Trigger machen. Außerdem gibt es ja noch die "brown out detection" im Controller. http://www.mikrocontroller.net/articles/Brownout
Na da warst du mal wieder schneller, lieber Matthias! :-) Moin!
> Mir ist nicht klar, wie die Schaltung gedacht ist, ... Die Überlegung war, dass der avr mit 4.5V Spannung versorgt wird und diese über eine Z-Diode auf dem Gatter liegt solange sie nicht unter 3V sinkt. Das Gatter läßt die 3V nur durch, wenn die Z-Diode blockiert. >Welches Gatter das ist (d. h. welche > Technologie), steht aber nicht dabei. Dachte an 74er Serie. Ich kenne noch nichts anderes. > Das Gatter ist normalerweise eine Schaltung, die versorgt werden muss. > Hängt von der Technologie ab. Ok, über das Gatter habe ich mir noch keine Gedanken gemacht. Wenn ich dieses Datenblatt http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MC74VHC86-D.PDF richtig verstehe zieht dieses Gatter 2µA bei Raumtemperatur. Das wäre OK, aber siehe Frage 4. > Den AVR in den Sleep Mode versetzen? Der AVR ist fast nur im Power-Down-Mode, will ihn ja mit Batterie betreiben.
BOD würde ich natürlich gerne benutzen, allerdings ist es wichtig, dass der avr vor dem abschalten noch ein paar Operationen durchführt (Bistabiles Relais schalten zb). Ich hatte das so verstanden, dass die BOD den avr anhält und wenn wieder genügend Spannung da ist einen reset durchführt. Geordnetes Abschalten über Software? Dazu konnte ich leider nichts finden, hättest du da mal einen link? Batteriespannung messen hatte ich auch überlegt, allerdings lasen sich die Artikel darüber alle recht abschreckend, wegen Ungenauigkeit und steil abfallender Spannungskurve von Batterien. Wenn ihr aber meint, dass das in Ordnung geht, dann wäre das ja die Lösung für mein Problem. Mit dem Analog Komparator habe ich mich noch gar nicht beschäftigt und Schmitt Trigger habe ich noch nie gehört. Werde mich da mal reinlesen. Danke für die vielen und guten Antworten Peter
Du sagst aber immer noch nicht, warum er auf die Mickerbatterie umschalten soll.
Weil ich gelesen habe, dass man aus der Spannung nur sehr schlecht auf den Ladezustand der Batterie schliessen kann und es wichtig ist, dass der IC bevor die Batterien leer sind noch eine oder mehrere Aktionen durchführt. Zum Beispiel Relais schalten, Funksignal senden, kleine Motor ansteuern,... Habe eben die Befürchtung, dass wenn ich zb bei 4V abschalte, nicht mehr genug "Saft" da ist um das zu garantieren.
Wenn du Angst wegen der "Ungenauigkeit" hast, dann kannst du immer noch mit höherer Batteriespannung dran gehen, über Schaltregler die entsprechende Spannung (3,3V, wenn der µC damit für deine Anwendung ausreichend schnell läuft) erzeugen und dann mit reichlichem Abstand runter fahren. Du sagst auch nicht, ob die Batterien noch den Rest der Schaltung versorgen müssen und wie hoch der Strom ist. Wie viel evtl. als Impulsstrom entnommen wird. Alles ein wenig zu wenig, um dir klar was zu empfehlen.
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Peter Lutowski schrieb: > Habe eben die Befürchtung, dass wenn ich zb bei 4V abschalte, nicht mehr > genug "Saft" da ist um das zu garantieren. Da hilft dir aber die Knopfzelle noch viel weniger, denn die kann von vorneherein viel weniger Strom als deine Hauptbatterie liefern. Du hast leider so gut wie nix von der eigentlichen Schaltung gezeigt, aber wenn da z.B. eine LED oder ein anderer Verbraucher dran hängt, wäre es z.B. möglich, das als Testfall für die Batterie zu nehmen. Also - LED an, Batteriespannung messen - LED aus, Batteriespannung messen. Wenn der Unterschied sehr klein ist, ist die Batterie gut, wenn das grösser wird, geht die Batterie zur Neige, denn sie kann den LED Strom nicht mehr so gut liefern. In dem Fall kannst du dann deine Batterie-ist-leer Routine anfahren. Denk dran, für gesparten Programmplatz gibts kein Geld zurück, du kannst den kleinen Kerl bis oben hin voll packen und so Hardware sparen.
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Matthias, sicher ist es das beste das in Software zu machen, aber ohne konkrete Angaben kann man hier nicht weiter helfen.
Wer versorgt das LogikGatter? LogikGatter als Stromversorger?
Sorry wenn ich mich unklar ausdrücke, oder wichtige Informationen nicht nenne, bin halt Anfänger. Schaltregler habe ich gestern zum ersten mal was von gehört und mir ist der Unterschied zum Spannungsregler noch nicht klar. Einen Spannungsregler hatte ich ausgeschlossen, weil der meines Wissens nach doch recht viel Strom verbraucht. Das Ding soll möglichst lange mit Batterie unbeaufsichtigt laufen, also ADC, I²C usw werden disabled, interner Kristall mit divider auf 1mHz, Power-Down... Stromsparend eben. Die Batterien sollen die komplette Schaltung versorgen. Zur Zeit hängt nur ein Display dran, dass nur kurz etwas anzeigt, wenn man einen Taster drückt. Dann soll eventuell ein Relais oder Motor dran, die aber nur sehr selten (alle paar Tage/Wochen) benutzt werden. Ich versuche mich halt grade in die Thematik einzuarbeiten und nachdem ich Steppermotoren, Displays und Fuses halbwegs verstanden habe ist halt jetzt sichere Stromversorgung dran. Konkrete Werte kann ich überhaupt noch nicht nennen und mir geht es mehr ums lernen und verstehen als um einen konkreten Aufbau. Werd mich erstmal zu den von euch angesprochenen Themen und Bauteilen schlau machen, dann habe ich bestimmt konkretere Fragen. Mich würde aber noch interessieren, ob man einen avr über Software abschalten kann? Gibts irgend eine Möglichkeit den wirklich komplett auszuschalten, ohne ihn vom Strom zu nehmen?
Also Peter, zunächst mal zum Takt. Ohne jetzt nachzusehen, aber auf ein mHz kriegst du den sicher nicht runter. Spielt aber alles keine Rolle, denn das was bei dir Strom verbrauchen wird, wird dein Relais und vor allem der Motor. Du musst erstmal deinen gesamten Stromverbrauch berechnen. Dazu musst du deinen Motor mit dem was dran hängt auch mal laufen lassen und messen. Sicher, einige werden jetzt sagen, "Das kann man am Datenblatt des Motors ablesen!", was aber nur zum Teil stimmt. Also, überlege was deine Schaltung am Ende können soll, ermittel den Stromverbrauch der Anwendung und bestimme danach die Stromversorgung. Abschalten über Software nicht direkt, aber in den Tiefschlaf kannst du den versetzen. Einige Controller (z.B. MSP430, aber auch einige Atmel) brauchen nur wenige µA im Tiefschlaf. Wie gesagt, der µC ist da nicht dein Problem. Du hast ja schon sicherlich einen Grundgedanken. Dann baue dir diese Schaltung und stell zu deinem Projekt Detailfragen, wenn du nicht weiter kommst. An seinen Aufgaben wächst man. Sicher, du kannst dich jetzt mit Motoren (unterschiedlichster Art), deren Ansteuerung und die unterschiedlichen Stromverbräuchen beschäftigen. Dann bist du hinterher ein "Motorexperte" aber dein Ziel, eine Schaltung zu entwerfen die das tut was du willst, bist du damit nur ein winziges Stück näher gekommen. Was ich dir jetzt schon mal aus dem Bauch raus sagen kann, mit deinen 3 AA-Batterien kommst du nicht weit, wenn da Motor und Relais im Spiel ist und das möglichst lange laufen soll. Hinzu kommen nämlich noch die Umgebungsbedingungen (warm, kalt), die deine Batterieleistung auch noch mal maßgeblich beeinflussen.
Peter Lutowski schrieb: > interner Kristall mit divider auf 1mHz, > Power-Down... Stromsparend eben. Der langsamste Takt, den du auf dem Tiny25/45/85 hinbekommst, ohne auf externe Bauteile zurückzugreifen, ist der WD Oszillator mit 128kHz und gesetzter CLKDIV8 Fuse - resultierend in einem 16kHz Takt. Allerdings ist der Unterschied von 16kHz zu 128kHz im Stromverbrauch des Tiny so gut wie nicht festzustellen. Erheblich mehr spielen da Sachen wie floatende Eingänge, ungünstige Pullups oder -downs eine Rolle, sowie das Geraffel drumherum. Deswegen nach wie vor die Frage nach einem kompletten Schaltplan, denn das Peter Lutowski schrieb: > also > ADC, I²C usw werden disabled, das klingt so, als ob da noch mehr dran hängt. Lass die Idee reifen und überleg erstmal genau, was rauskommen soll.
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