Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Maximale Größe eines Pull-Ups


von Edward M. (ingrimmsch)


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Liebe Gemeinde,

ich sitze gerade an einem "low-power"-Projekt und benötige dafür einen 
Hall Effekt Sensor.
Im Datenblatt eines möglichen Sensores (AH182/AH183) wird ein Pull-Up 
widerstand von maximal 100kOhm empfohlen. Dieser Widerstand würde meiner 
Rechnung zufolge das dreifache der restlichen Schaltung verbrauchen.

Daher ist die Frage ob ich irgendwie abschätzen kann, wie hoch der 
Widerstand maximal gewählt werden darf um mir eine maximale 
Schaltfrequenz von 60hz zu gewährleisten.
Der Hall-Effekt Sensor soll ein Attiny85 über einen Interrupt-Pin 
wecken.

Gibt es eigentlich alternative Schaltungen zum klassischen Pull-UP 
Widerstand? Hab die letzten Tage versucht was zu finden, war aber nicht 
sehr erfolgreich :D

Vielen Dank für jeglichen Input

MfG
Edward

von hinz (Gast)


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Miss halt den Leckstrom deines Sensors unter ungünstigsten Umständen.

Für die Störfestigkeit kann man dann noch ein RC-Glied parallel zum 
Pullup schalten.

von A. S. (Gast)


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Wieso braucht der pullup Strom?

Schaltung -> Lösung

von Peter S. (Gast)


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Kannst du deine Schaltung vielleicht so deichseln, dass der Pullup im 
"low-power" Zustand eben nicht bestromt ist?

von Martin W. (martin_s86)


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Edward M. schrieb:
> Dieser Widerstand würde meiner
> Rechnung zufolge das dreifache der restlichen Schaltung verbrauchen.

Hast du das Datenblatt des Sensors gelesen? Der benötigt 2 mA. Dein 
Pull-Up liegt im µA-Bereich.

Ich sehe hier kein Problem.

von Manni (Gast)


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Edward M. schrieb:
> widerstand von maximal 100kOhm empfohlen. Dieser Widerstand würde meiner
> Rechnung zufolge das dreifache der restlichen Schaltung verbrauchen

Kann ich mir nicht vorstellen. Wie hast du das berechnet?

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Edward M. schrieb:
> "low-power"-Projekt ... benötige dafür einen Hall Effekt Sensor.
> Im Datenblatt eines möglichen Sensores (AH182/AH183) wird ein Pull-Up
> widerstand von maximal 100kOhm empfohlen. Dieser Widerstand würde meiner
> Rechnung zufolge das dreifache der restlichen Schaltung verbrauchen.
Dann mache ihn halt einiges größer.

> Daher ist die Frage ob ich irgendwie abschätzen kann, wie hoch der
> Widerstand maximal gewählt werden darf um mir eine maximale
> Schaltfrequenz von 60hz zu gewährleisten.
Das hängt von der Lastkapzitä ab, die am Ausgang hängt.
Wenn das nur eun uC-Eingang ist, wird es wohl eher weniger als 1nF sein.
Mit 1nF und angenommen 470kOhm kommt man auf eine
T_90 Zeit von ca. 5 x 470k x 1nF = 0,0024s -> ca. 400 Hz.
Also kein Problem.

Bleibt die Betrrachtung des Leckstromes über den FET im Sensor.
Der soll max 1uA sein, aber typisch kleiner 0,1uA.
Das hängt auch von der Einsatztemp. ab.

Für so ein Projekt kannst du es ja prüfen. Wenn der klein genug ist, 
kannst du mit dem Pullup auch auf 1MOhm gehen.
Der uC sollte aber sehr dicht am Sensor sein. Lange Leitungen kannst du 
sehr hochohmiger Beschatung vergessen.
Gruß Öletronika

von Martin W. (martin_s86)


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Martin S. schrieb:
> Hast du das Datenblatt des Sensors gelesen? Der benötigt 2 mA. Dein
> Pull-Up liegt im µA-Bereich.
>
> Ich sehe hier kein Problem.

Meinen Fehler erkannt.

AVG-Strom liegt deutlich unterhalb vom Pull-Up-Strom. Prinzipiell hat er 
also recht.

Aber:

PU wird nicht ständig gepull'ed.

Brauch der Rest der Schaltung nicht deutlich mehr? Was ist mit Verlusten 
von Spannungswandlern? Suchst du eventuell an der falschen Stelle?

von Ohje (Gast)


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> Dieser Widerstand würde meiner
> Rechnung zufolge das dreifache der restlichen Schaltung verbrauchen.

Dein Hall Sensor verbraucht 2mA und der Pull Up bei 5V nur 50A.Das 
bedeutet, dass dein Hall Sensor 40 mal mehr Strom braucht als der 
Pull-Up.

von Ohje (Gast)


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Nachtrag: Nicht 50A sondern 50uA

von Martin W. (martin_s86)


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Ohje schrieb:
> Dein Hall Sensor verbraucht 2mA und der Pull Up bei 5V nur 50A.Das
> bedeutet, dass dein Hall Sensor 40 mal mehr Strom braucht als der
> Pull-Up.

Gugg noch mal in DB.

von Ohje (Gast)


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Ups: Vergiss meinen Beitrag (Siehe Martin S).

:D

von Wolfgang (Gast)


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Edward M. schrieb:
> Dieser Widerstand würde meiner
> Rechnung zufolge das dreifache der restlichen Schaltung verbrauchen.

Was hast du da gerechnet?
Der Sensor hat einen Open-Drain Ausgang. Es hängt also vom Signalzustand 
und damit vom anliegenden Feld ab, ob er am Widerstand zieht oder nicht.

Ohje schrieb:
> Dein Hall Sensor verbraucht 2mA ...

... oder 8.0 µA (Idd(dis)). Als Mittelwert für den AH182 sind 10µA 
angegeben.

Es kommt eben drauf an.

von soso... (Gast)


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Ansatz:
Der Pullup muss es schaffen, die Leckströme des µC soweit zu führen, 
dass die resultiernde Spannung immer über (Pullup) oder unter (Pulldown) 
der logischen Treshold sitzt.

Annahme:
- Einen Pullup wollen wir
- Leckstrom 1µA max (steht im Datenblatt des µC) *1)
- Versorgung : 3,2V (min) (Datenblatt Regler)
- Treshold HIGH : 2V (max) (Datenblatt µC)

*1) Selbstverständlich muss man alle Leckströme in diesem Netz 
berücksichtigen.

Spannung = 3,2 - 2V = 1V
Pullp <= 1V/1µA = 1MOHm

mit den Annahmen, die ich getroffen habe (das sind Werte, denen man auch 
tatsächlich begegnen wird) ist im stationären Fall garantiert, dass der 
Pin eine "1" sieht.

Aber: Wenn du einen MOSFET ziehst, oder eine kapazitive Last, dann wird 
das nicht reichen. Das ist rein für Logik, und rein der stationäre Fall.
Aber dis Sache mit der Kapazität wurde oben schon erwähnt.

Und: So hochohmige Pullups sind natürlich anfällig gegen Feuchte, 
Verschmutzung und Störungen. Darum nimmt man üblicherweise auch weniger, 
aber bei Ultra Low Power ist man halt nicht frei in der Wahl der Werte.

von M. K. (sylaina)


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Edward M. schrieb:
> Gibt es eigentlich alternative Schaltungen zum klassischen Pull-UP
> Widerstand? Hab die letzten Tage versucht was zu finden, war aber nicht
> sehr erfolgreich :D

Hast du einen IO am Attiny frei? Wenn ja, wäre es vielleicht eine Idee 
den Sensor nur dann einzuschalten, wenn er gebraucht wird.

von 2 Cent (Gast)


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Edward M. schrieb:
> Schaltfrequenz von 60hz
-AH182 ist zu lahm.
-AH182 braucht bis zu 0,5mA
-der Pullup macht den Bock nicht fett
HTH

von M. K. (sylaina)


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2 Cent schrieb:
> Edward M. schrieb:
>> Schaltfrequenz von 60hz
> -AH182 ist zu lahm.
> -AH182 braucht bis zu 0,5mA
> -der Pullup macht den Bock nicht fett
> HTH

Na da üben wir noch mal Post und Datenblatt lesen ;)

von 2 Cent (Gast)


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M. K. schrieb:
> Na da üben wir noch mal Post und Datenblatt lesen ;)
Jaa, guten Morgen :D

Korrektur:
-AH183 braucht bis zu 0,5mA

von M. K. (sylaina)


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2 Cent schrieb:
> M. K. schrieb:
>> Na da üben wir noch mal Post und Datenblatt lesen ;)
> Jaa, guten Morgen :D
>
> Korrektur:
> -AH183 braucht bis zu 0,5mA

Du musst immer noch üben: Der AH183 braucht durchschnittlich 0,5 mA, 
maximal 2 mA und wenn er ausgeschaltet ist (das macht das Magnetfeld) 
braucht er maximal 8 uA. Bei also 3 V und 100 kOhm braucht der Pullup 
30 uA, gegen 8 uA macht das den Bock schon sehr fett finde ich und der 
TE denkt da berechtigt drüber nach. Bei der Frage ist ja zu vermuten, 
dass das Feld, das den Sensor einschaltet, vergleichsweise selten nur 
vorhanden ist. ;)

von A. S. (Gast)


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Ich weiss nicht, ich wiederhole mich gerne, aber

Achim S. schrieb:
> Wieso braucht der pullup Strom?

Wenn der Sensor nicht geschaltet ist, ist der Open-Kollektor offen
--> kein Strom (bzw. 1µA, egal welcher Pull-Up)

Wenn der Sensor geschaltet ist, dann braucht der Sensor sowieso bis zu 
2mA
--> schei** auf die 50µA

Egal, wie ich es drehe und wende, die 100k sind völlig OK, 1M oder mehr 
reduziert den Verbrauch praktisch nicht.

In den meisten Fällen schaltet man einen Pullup so, dass er keinen Strom 
verbraucht. Für andere Fälle gibt es auch Sparlösungen, die hier aber 
nicht relevant sind.

von Jens G. (jensig)


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>Annahme:
>...
>- Leckstrom 1µA max (steht im Datenblatt des µC) *1)

Stimmt so nicht. Denn das gilt nur für 25°C. Wenn die Sonne draufknallt, 
haste dann vielleicht das 10-fache.

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