Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Akku an ATTINY 12V, was passiert, wenn die Spannung zu tief fällt?


von Tim (Gast)


Lesenswert?

Hallo.

Ich möchte einen Akku an einen ATTINY12V anschließen.

Der Prozessor läuft bei Spannungen von 1,8-5,5V.

Es käme also 2 Cell 3 Cell und 4 Cell NiMh oder theoretisch auch 1 Cell 
LiIon/LiMn Akku in Frage.

Lithium scheidet praktisch aber aus, da zu empfindlich beim Laden und 
bei Tiefentladung.

Praktisch werden es wohl 2 Stück AA NiMH Zellen werden.

Geladen werden soll über eine ganz einfache Ladeschaltung, also simpel 
Vorwiderstand oder Festspannungsregler.

Der Prozessor arbeitet bis 1,8V herunter. Also können die Akkus bis 0,9 
V entladen werden, was etwa auch der Entladeschluss-Spannung entspricht.

Doch was passiert, wenn die Spannung unter 1,8V fällt? Geht der 
Prozessor in einen Hold-Modus? Oder wird ein undefiniertes Verhalten 
auftreten?

Ein Tiefentladeschutz o.ä ist nicht vorgesehen, da dies wieder 
Bauteilaufwand bedeuten würde. Je einfacher die Schaltung, desto besser.

MFG

von HildeK (Gast)


Lesenswert?

Tim schrieb:
> Doch was passiert, wenn die Spannung unter 1,8V fällt? Geht der
> Prozessor in einen Hold-Modus? Oder wird ein undefiniertes Verhalten
> auftreten?

Wenn du die Brownout-Funktion des ATtiny benutzt, geht er ab der 
gewälten Schwelle in Reset. Wenn nicht, wird er vermutlich noch einige 
zig mV unter 1.8V noch gehen und dann irgendwann ein undefiniertes, 
fehlerhaftes Verhalten zeigen.

von Tim (Gast)


Lesenswert?

Wie hoch ist der Stromverbrauch im Brownout-Reset-Status? Würde die 
Brownout-Detection als "nebenbei vorhandener" Tiefentladeschutz durch 
gehen?


Wie ist das eigentlich, wenn man einen größeren Elko parallel zu den 
Akkus schaltet? Kann man dann die Akkukapazität bei "alten" Akkus mit 
hohem Innenwiderstand besser ausnutzen, indem Stromspitzen etwas 
abgefangen werden?

von Tim (Gast)


Lesenswert?

Als Verbraucher sind neben dem AVR auch eine IR Sendediode und eine rote 
Status LED vorhanden. (Direkt über Ausgangs-Port angeschlossen).

von Kebel (Gast)


Lesenswert?

> Wie hoch ist der Stromverbrauch im Brownout-Reset-Status?

Steht im Datenblatt.

> Würde die Brownout-Detection als "nebenbei vorhandener" Tiefentladeschutz
> durch gehen?

Nein.

> Wie ist das eigentlich, wenn man einen größeren Elko parallel zu den
> Akkus schaltet? Kann man dann die Akkukapazität bei "alten" Akkus mit
> hohem Innenwiderstand besser ausnutzen, indem Stromspitzen etwas
> abgefangen werden?

Probiere das doch einmal aus und berichte über deine Erfahrungen.

von Sebastian S. (amateur)


Lesenswert?

Schaltet man einen Elko parallel zu einem Akku, so verbessert sich - ein 
winziges bisschen - sein dynamischer Innenwiderstand. Da der aber bei 
vielen Akkumulatoren relativ gering ist, also kaum.
Da jedes Coulomb im Kondensator aus dem Akku kommt, ändert sich auch an 
der Energiebilanz nicht viel. Im Gegentum. Große Kondensatoren sind oft 
nicht ganz dicht...

von Tim (Gast)


Lesenswert?

Mit "großem" Kondensator meine ich ca 220-470 uF.

Die Schaltung verbringt die meißte Zeit mit "Warten".

Wenn die Taste gedrückt wird, wird ein IR Code gesendet. Wird sie 
nochmal gedrückt, wird ein anderer Code gesendet usw.

von Peter R. (pnu)


Lesenswert?

Was Ladung/Entladung von Li-Zellen angeht, gibt es für unter 2€ 
Lade-Entlademodule (google charging module), die das ganz gut unter 
Kontrolle bringen. Diese Module sind für Anschluss an (ca.5V ,USB) 
ausgelegt, haben dafür 2 Anschlüsse. Die Zelle hat ihre eigenen zwei 
Anschlüsse und der Ausgang wiederum zwei.

Achtung! der Minuspol und der Pluspol sind nicht etwa allen drei 
Zugängen gemeinsam.

Da muss man aufpassen, sonst überbrückt man ungewollt den Schalter für 
Aufladeschluss oder den für Entladeschluss.

Beim ersten Aufladen einer Zelle mus man dabei sein und sowohl 
spannungs-als auch temperaturmäßig aufpassen. Ich hab Zellen erlebt, die 
das Modul nicht bewältigt. Die Zellen werden dann heiß, obwohl ein 
andrer, genau so großer Zellentyp vernünftig geladen wird.

Auf Chinalieferung muss man halt 4 Wochen warten, es gibt aber für 
entsprechenden Aufschlag Lieferung ab deutschem oder englischem Lager.

Selbstverständlich sollt man kapieren, was die brownout-technik tut. Die 
sollte man immer einsetzen, denn an der Grenze der Spannung fängt der 
Kontroller an zu "spinnen" und blödste Dinge können passieren, zum 
Beispiel auch, dass bytes des Programmspeichers verändert werden.

von Sebastian S. (amateur)


Lesenswert?

Noch zwei Sachen:
Die Burnout Geschichte beim AVR, bewirkt eigentlich nur, dass im 
Grenzbereich geordnete Verhältnisse herrschen. Also keine undefinierten 
Verhältnisse sondern Ruhe bei Unterspannung und ein geordneter Reset bei 
der Rückkehr der Spannung.
Wenn Du Dir aber sorgen um die Energiebilanz machst, solltest Du Dir mal 
die MSP430-er Reihe ansehen. Vor allem die "kleineren" sind genauso 
schwierig zu programmieren. Die ganze Serie ist aber auf Sparsamkeit 
getrimmt. Würde mich nicht wundern, wenn ein gutes Design nahe dem der 
Selbstentladung des Akkus liegt.

: Bearbeitet durch User
von S. R. (svenska)


Lesenswert?

> Der Prozessor arbeitet bis 1,8V herunter. Also können die Akkus [NiMH]
> bis 0,9 V entladen werden, was etwa auch der Entladeschluss-Spannung
> entspricht.
Ungefähr, da die Zellspannungen unterschiedlich sein können. Du kannst 
aber relativ sicher sein, dass jede Zelle noch mindestens 0,6 V hat, 
wenn der AVR abschaltet. Der Stromverbrauch mit BOD ist mind. 10 µA für 
die Bandgap Reference, andere Angaben finde ich im Datenblatt gerade 
nicht.

Wenn du also dein Dingens nicht zu lange rumliegen lässt, nachdem es aus 
ist, ist BOD ein Tiefentladeschutz - wenn(!) keine weitere Last auf den 
Zellen liegt, wenn alle I/O-Pins im Tristate sind. Darauf musst du 
aufpassen.

von Michael U. (amiga)


Lesenswert?

Hallo,

wenn das eine Art Fernbedienung ist (klingt zumindet so), wird auch mit 
einem schalfenden AVR, der durch Tastendruck geweckt wird, die 
Selbstentladung von NiMH der entscheidende Faktor sein. Es sei denn, er 
sendet immer minutenlang.

Wenn der AVR im Powerdown ist, ist der Strom niedrig genug, eine 
Mini-Zelle verbietet sich ja schon wegen der IR-LED.
Da ist es (mir) egal, ob in Ruhe 10µA oder 0,1µA fließen

2x AA oder AAA Alkalizelle wäre mir da vermutlich lieber als ein Akku.

Gruß aus berlin
Michael.

von Peter D. (peda)


Lesenswert?

Wenn die Brownout-Schwelle unterschritten wird, macht er einen Reset.
D.h. er erwacht aus dem Power-Down, der Oszillator fängt an zu 
schwingen, alles zieht Strom, es wird aber kein Code ausgeführt.
Kurz gesagt, er saugt den Akku vollents leer.

Das ist leider auch bei vielen kommerziellen Geräten der Fall. Wenn man 
die Akkus bei längerer Nichtbenutzung nicht entnimmt, sind sie tot. Ist 
mir z.B. bei DECT-Telefonen, MP3-Playern, Fernbedienungen so passiert.

Mir ist auch kein MC bekannt, der bei Unterspannung im stromsparenden 
Power-Down verbleibt.
Daher hilft wohl nur ein Supervisor-IC, der VCC des MC rechtzeitig 
auftrennt.

von Joachim B. (jar)


Lesenswert?

Michael U. schrieb:
> 2x AA oder AAA Alkalizelle wäre mir da vermutlich lieber als ein Akku.

ich setze keine Alkalizellen mehr ein, es sind mir zu viele schon 
ausgelaufen, mit Eneloops ist mir das noch nie passiert.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.