Mikrocontroller Input Leckstrom

[Clément K. (versuchx)]

Hallo,

ich plane gerade eine Schaltung, bei der der Mikrocontroller über einen 
P-MOSFET seine Spannung schalten kann.
An J2 ist ein Taster angeschlossen, wird er gedrückt leitet der MOSFET 
und der µC zieht kurz danach mit dem NPN das Gate weiter auf GND. Somit 
kann ich nach einer voreingestellten Zeit bei Inaktivität alles 
abschalten. (Bild schaltung1)
Gleichzeitig brauche ich am µC einen weiteren Taster.
Um Bauteile zu sparen hatte ich die Idee, den Einschalttaster auch dafür 
zu verwenden. Wenn einmal die Elektronik eingeschaltet ist hat der 
Einschalttaster ja keine Funktion mehr.
Daher habe ich den Schaltplan angepasst (Bild schaltung2).
Allerdings habe ich die Befürchtung, dass im ausgeschalteten Zustand 
über R27 und R28 ein Leckstrom in den µC fließt. Evtl sogar über die 
interne Clamping Diode zu weiteren Komponenten.
Befürchtung berechtigt?

Gruß
Clément

[. . (Gast)]

ja

[Lurchi (Gast)]

So wie gezeigt fließt da Strom über R27 und R28.

Je nach µC könnte man R28 durch eine Diode ersetzen und ggf. dann den µC 
internen Pullup nutzen. R27 könnte man sparen.

[Clément K. (versuchx)]

Lurchi schrieb:
> Je nach µC könnte man R28 durch eine Diode ersetzen und ggf. dann den µC
> internen Pullup nutzen. R27 könnte man sparen.

Stimmt, oder statt R28 die Diode und einen Pull-Up dahinter (habe 
interne Pull-Ups noch nicht überprüft).

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Clément K. schrieb:
> ich plane gerade eine Schaltung, bei der der Mikrocontroller über einen
> P-MOSFET seine Spannung schalten kann.
Man könnte den µC auch im Sleepmodus laufen lassen und den Taster per 
Watchdog-Interrupt 3..5 mal pro Sekunde abfragen. Bei mir läuft sowas an 
einer CR1620 schon seit über 6 Jahren...

Und dann ggfs. über einen Transistor weitere Verbraucher zuschalten.

[Gerhard O. (gerhard_)]

Ich hab das mal so wie im Bild gezeigt, gemacht. Der Taster schließt den 
Stromkreis nach Masse über die BE Strecke des zweiten Transistors. Der 
Ausgang ist mit einem uC DIO verbunden. Wenn der uC aktiv ist, dann kann 
der uC jeden Tastendruck beim Einschalter erkennen und für irgendwelche 
Zwecke benützt werden. Im Ausschaltzustand fließt dann auch kein Strom 
am DIO Eingang weil der Pullup nach Vcc auch tot ist.

[Clément K. (versuchx)]

> Man könnte den µC auch im Sleepmodus laufen lassen und den Taster per
> Watchdog-Interrupt 3..5 mal pro Sekunde abfragen. Bei mir läuft sowas an
> einer CR1620 schon seit über 6 Jahren...
>
> Und dann ggfs. über einen Transistor weitere Verbraucher zuschalten.

Da ich weitere Verbraucher habe, komme ich nicht um den Transistor 
herum. So kann ich gleich alles schalten und muss mich nicht mit Sleep 
und WDT rumschlagen. Aber die Idee hatte ich auch schon :)

Ich denke ich mache es wie im Bild.
Danke für eure Denkanstöße!

[Lurchi (Gast)]

Bei der Schaltung im Bild3 fehlt die Diode zum Transistor. So überbrückt 
der Transistor die Taste.

[Apollo M. (Firma: @home) (majortom)]

...
q2 ist unnötigt und es lässt sich mit nur einen pin sowohl vcc 
switched-on als auch vcc hold-on realisieren!

unabhängig davon, uc sleep mit pin change interrupt für wake-up ist 
simple und standard.

diese sinnfreie schaltung eher nicht ...


ich vermisse hier das mitdenken und das was und warum?!


mt

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Clément K. schrieb:
> Da ich weitere Verbraucher habe, komme ich nicht um den Transistor
> herum. So kann ich gleich alles schalten und muss mich nicht mit Sleep
> und WDT rumschlagen.
Aber dafür mit viel Aufwand in der Hardware. Wie schon gesagt: die 
"weiteren Verbraucher" könntest du mit dem µC im Sleepmode mit 1 
einzigen zusätzlichen Mosfet ohne Tricksereien schalten.
Und wenn die "weiteren Verbraucher" nicht allzuviel Strom benötigen, 
dann könntest du sie sogar an einem uC-Pin betreiben...

> muss mich nicht mit Sleep und WDT rumschlagen.
Ich nenne das nicht "rumschlagen", sondern "lernen"...   ;-)

[Clément K. (versuchx)]

Lurchi schrieb:
> Bei der Schaltung im Bild3 fehlt die Diode zum Transistor. So überbrückt
> der Transistor die Taste.

Stimmt....hatte nach Bild2 alles Rückgängig gemacht und dann die Diode 
vergessen.

Apollo M. schrieb:
> ...
> q2 ist unnötigt und es lässt sich mit nur einen pin sowohl vcc
> switched-on als auch vcc hold-on realisieren!
>
> unabhängig davon, uc sleep mit pin change interrupt für wake-up ist
> simple und standard.
>
> diese sinnfreie schaltung eher nicht ...
>
> ich vermisse hier das mitdenken und das was und warum?!

Erst einmal finde ich das total daneben, dass du hier nur rummeckerst 
anstatt freundlich Konstruktive Kritik zu äußern!
Vor allem: wenn ich den µC Pin an R1 und Gate von Q1 anschließe habe ich 
wieder meinen Leckstrom! Den wollte ich eben nicht haben.
Außerdem ist es mir ein Rätsel, wie du den Pegel an einem Pin auslesen 
willst, der durch eine Push-Pull Stufe vorgegeben ist.
Vielleicht verstehe ich dich auch falsch, aber das liegt wie gesagt 
daran, dass du mehr meckerst als zu helfen.

Lothar M. schrieb:
> Clément K. schrieb:
>> Da ich weitere Verbraucher habe, komme ich nicht um den Transistor
>> herum. So kann ich gleich alles schalten und muss mich nicht mit Sleep
>> und WDT rumschlagen.
> Aber dafür mit viel Aufwand in der Hardware. Wie schon gesagt: die
> "weiteren Verbraucher" könntest du mit dem µC im Sleepmode mit 1
> einzigen zusätzlichen Mosfet ohne Tricksereien schalten.
> Und wenn die "weiteren Verbraucher" nicht allzuviel Strom benötigen,
> dann könntest du sie sogar an einem uC-Pin betreiben...

Zwischen Q1 und µC sitzt noch ein DC/DC Konverter, der würde dann auch 
immer mitlaufen. Das muss ja auch nicht sein.

Lothar M. schrieb:
>> muss mich nicht mit Sleep und WDT rumschlagen.
> Ich nenne das nicht "rumschlagen", sondern "lernen"...   ;-)

Ja, ja, ich lerne ja auch gerne.
Aber das bedeutet "mehr" Code, evtl. mehr Fehler die sich einschleichen 
können.
Wenn ich Hardware so auslegen kann, dass meine Funktion erfüllt ist, 
dann vertraue ich lieber der Hardware.

[Apollo M. (Firma: @home) (majortom)]

Clément K. schrieb:
> Erst einmal finde ich das total daneben, dass du hier nur rummeckerst
> anstatt freundlich Konstruktive Kritik zu äußern!
> Vor allem: wenn ich den µC Pin an R1 und Gate von Q1 anschließe habe ich
> wieder meinen Leckstrom! Den wollte ich eben nicht haben.
> Außerdem ist es mir ein Rätsel, wie du den Pegel an einem Pin auslesen
> willst, der durch eine Push-Pull Stufe vorgegeben ist.
> Vielleicht verstehe ich dich auch falsch, aber das liegt wie gesagt
> daran, dass du mehr meckerst als zu helfen.

was ich hier lese ist wiedermal nur ahnungsloses trail and error und 
statt hier immer nur rumzusülzen ... fordere ich auf zuerst einmal 
nachzudenken über das was und warum!

q1 braucht kein r1 und wird direkt geschaltet ...
der uc pin wird zuerst als input dann als output konfiguriert ...

einfach mal zuerst im netz bissle rumlesen und das forum nicht ständig 
zu müllen - das wäre zu schön.

"meckern" ist das wording von ahnungslosen ..., diskurs setzt auch schon 
wissen voraus!


mt

[Clément K. (versuchx)]

Apollo M. schrieb:
> q1 braucht kein r1 und wird direkt geschaltet ...
> der uc pin wird zuerst als input dann als output konfiguriert ...

Und da zeigt sich, dass du meinen Text nicht richtig gelesen hast!
Clément K. schrieb:
> Gleichzeitig brauche ich am µC einen weiteren Taster.

Ich brauche ZUSÄTZLICH zum "Power On" Taster einen Taster um Aktionen 
auslösen zu können.
Und da dieser Taster nach dem Start keine Funktion mehr hat wollte ich 
ihn als meinen weiteren Taster umfunktionieren.

Apollo M. schrieb:
> einfach mal zuerst im netz bissle rumlesen und das forum nicht ständig
> zu müllen - das wäre zu schön.

Und entschuldige meine kontroverse Meinung zu deiner, aber ich finde 
Foren sind gerade dazu da um Leute, die es besser wissen, nach Rat zu 
fragen.

[Gerhard O. (gerhard_)]

Hier noch einmal mein Vorschlag. Beim ersten Mal hatte sich ein Fehler 
eingeschlichen. Nach dem Einschalten kann der Taster beliebig verwendet 
werden ohne im Schlafbetrieb nennenswerten Batteriestrom zu verbrauchen.

[Apollo M. (Firma: @home) (majortom)]

Gerhard O. schrieb:
> Hier noch einmal mein Vorschlag

... super, du kannst echt schön malen.

q2/r2/r5 und q3/r4 unnötig, aber ansonsten tolle farben!


mt

[Gerhard O. (gerhard_)]

Apollo M. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Hier noch einmal mein Vorschlag
>
> ... super, du kannst echt schön malen.
>
> q2/r2/r5 und q3/r4 unnötig, aber ansonsten tolle farben!
>
> mt

Yes, Bwana. Bevor ich vergesse, was hast Du denn übrigens gegen Altium?

[Apollo M. (Firma: @home) (majortom)]

Gerhard O. schrieb:
> Yes, Bwana.

ungern in dieser rolle, aber es muss schon wieder sein!

das thema war "Mikrocontroller Input Leckstrom"

die höhe der leckströme im on/off bzw. sleep zustand bestimmt im 
wesentlichen der verwendete uc. z.b attiny85 max 1ua - typisch sind 
0.05ua.

unnötige querströme in der außenschaltung sind ein anderes thema.

wenn es wirklich drauf ankommt

uc pin im vcc on-status/sleep:
- keine internen pull-up's verwenden, weil z.b. nur 20-50k, daher besser 
extern und viel grösser
- wennn möglich als analog input! und extern pull-down
- digital input logic disabled
- sensors in sleep mode oder vcc über uc pin/extern switch
- ...

uc pin im vcc off-status:
- reverse baised, nicht spezifiziert und eher ungesund?

da im sleep mode ströme im bereich von 100n-10ua angesagt sind stellt 
sich die frage warum ein vcc on/off switch sinn machen könnte und nicht 
eher nur ein wakeup from sleep?! sinnvoll wäre auch eher die frage, 
wieviel die schaltung im active mode braucht und da sprechen wir über 
hw/uc/clock und die schlaue sw ... und viele neue fragen.


ich erhöhe den einsatz um r3, daher q2/r2/r5 und q3/r4/r3 unnötig.


ut

[Gerhard O. (gerhard_)]

OK. Danke für Deine Erklärungen Jetzt verstehe ich Dich besser. Ich 
neige trotz des höheren Aufwands eher zu HW-Abschaltung anstatt den uC 
versorgt zu lassen. Speziell so, wenn ein Spannungsregler oder Wandler 
betrieben werden muss. Ohne Spannungsregler, also wenn der uC direkt 
versorgt wird, würde ich es genauso wie von Dir vorgeschlagen, machen. 
Querströme lassen sich leider auch mit MOSFETs nur  schwer wirklich 
minimieren.

Apollo M. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Yes, Bwana.
>
> ungern in dieser rolle, aber es muss schon wieder sein!
>
> das thema war "Mikrocontroller Input Leckstrom"
>
> die höhe der leckströme im on/off bzw. sleep zustand bestimmt im
> wesentlichen der verwendete uc. z.b attiny85 max 1ua - typisch sind
> 0.05ua.
Bei einem PIC kam ich mal auf 200nA Schlafstrom bei 3V.
>
> unnötige querströme in der außenschaltung sind ein anderes thema.
Ja.
>
> wenn es wirklich drauf ankommt
>
> uc pin im vcc on-status/sleep:
> - keine internen pull-up's verwenden, weil z.b. nur 20-50k, daher besser
> extern und viel grösser
> - wennn möglich als analog input! und extern pull-down
> - digital input logic disabled
> - sensors in sleep mode oder vcc über uc pin/extern switch
> - ...
>
> uc pin im vcc off-status:
> - reverse baised, nicht spezifiziert und eher ungesund?
Nicht in meiner Schaltung. Der Pullup ging ja zum geschalteten Vcc. Wenn 
der uC abgeschaltet it, gibt es nichts als die nicht vermeidbaren 
Leckströme der Q2/Q3 Transistoren die gegen Masse Spannung aufweisen.
>
> da im sleep mode ströme im bereich von 100n-10ua angesagt sind stellt
> sich die frage warum ein vcc on/off switch sinn machen könnte und nicht
> eher nur ein wakeup from sleep?! sinnvoll wäre auch eher die frage,
> wieviel die schaltung im active mode braucht und da sprechen wir über
> hw/uc/clock und die schlaue sw ... und viele neue fragen.
Hier ist wiederum ein Grund warum mir HW Abschaltung lieber ist. Wenn 
man Alkaline Zellen jahrelang ohne Gebrauch auch mit nur ein paar uA 
entlaedt dann laufen viele handelsübliche Zellen mit der Zeit aus. Mir 
ist schon die Batterie ausgelaufen weil ich ein Gerät mit elektronischer 
Schlaf/Einschaltsteuerung lange Zeit nicht benützt hatte und der uA 
Schlafverbrauch trotzdem die Batterie entladen hatte. Wirkliche 
Abschaltung ist in dieser Hinsicht nach Möglichkeit immer vorzuziehen.
>
> ich erhöhe den einsatz um r3, daher q2/r2/r5 und q3/r4/r3 unnötig.
Ich habe die Schaltung vom TO absichtlich so weit ähnlich wie die 
Originalschaltung gelassen weil ich nicht mit was radikal Anderem 
aufkommen wollte.

Ich habe das früher auch mit umschaltbaren uC Pin Modus gemacht, wollte 
aber der Einfachheit halber hier nicht diesen Weg gehen.
>
> ut