Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Stromverbrauch?


von raba (Gast)


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Hallo ihr alle,

ich bin absoluter Anfänger, habe mir gerade ein StarterKit für den 
Arduino gekauft.

Meine Frage ist sehr allgemein.

Wenn ich die Beiträge, die ich bisher gelesen habe, richtig verstanden 
habe, dann ist es grundsätzlich ein großes Problem, z.B. einen Arduino 
über eine längere Zeit mit Batterien zu betreiben.

Nun habe ich bei mir zu Hause an der Innenseite der Wohnungstür ein 
elektronisches Funkschloss von Abus. Das sind vier AA-Batterien drin und 
die halten mehrere Monate trotz mehrerer Schließvorgänge pro Tag und 
obwohl mit der Batteriekraft nicht nur die Elektronik betrieben wird, 
sondern auch noch ein Motor, der den innensteckenden Schlüssel im 
Schloss drehen muss.

Wie macht denn Abus das?

Gruß
Ralph

von Mario M. (thelonging)


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von Michael B. (laberkopp)


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raba schrieb:
> Wenn ich die Beiträge, die ich bisher gelesen habe, richtig verstanden
> habe, dann ist es grundsätzlich ein großes Problem, z.B. einen Arduino
> über eine längere Zeit mit Batterien zu betreiben.

Ja.

Schon der Spannungsregler auf der Platine frisst zu viel Strom, der 
ausser zum Programmieren ungenutzte USB Wandler ebenfalls.


raba schrieb:
> Wie macht denn Abus das?

Kluges auf Strom sparen ausgelegtes Design.

Der im Arduino verbaute ATmega328 kann das im Prinzip, allerdings kommt 
man bei der Programmierungen über die Arduino-Oberfläche nicht an die 
"fuses" ran mit denen man den Stromsparbetrieb einrichten könnte. Und 
man müsste ein Arduino-Board nehmen, auf denen man den dann 
programmierten Chip herunternehmen kann (IC Sockel eines DIL ICs) damit 
man ihn ohne des Rest in die Schaltung stecken kann.


Ganz so viel nützt es übriegns nicht. Ein Arduino kann zwar stromsparend 
schlafen, auch noch stromsparend die Zeit mitzählen (32768Hz Quartz) 
aber nichts mehr stromsparend tun, beispielsweise ein passives LCD 
Display bedienen. Daher stecken in echten batteriebetriebenen Geräten 
(Uhren, Thermometer, ...) fast ausschliesslich andere Prozessoren, von 
Sinowealth oder Holtek oder ähnlichen asiatischen Firmen. Microchip 
kommt mit ganz wenigen PIC und AVR erst langsam dahinter, warum die dort 
den grössten Marktanteil abbekommen.

von raba (Gast)


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Mario M. schrieb:
> Winterschlaf für Arduino
> http://s6z.de/cms/index.php/arduino/nuetzliches/9-...

Hallo Mario,

vielen Dank für diesen sehr instruktiv und klar geschriebenen Artikel. 
Ich glaube, bis auf Weiteres beantwortet er meine Fragen.

Ralph

von Wolfgang (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Schon der Spannungsregler auf der Platine frisst zu viel Strom, der
> ausser zum Programmieren ungenutzte USB Wandler ebenfalls.

Mit einem Arduino Pro Mini für 3.3V hat man die Probleme nicht.
https://learn.sparkfun.com/tutorials/using-the-arduino-pro-mini-33v/all

von raba (Gast)


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Hallo ihr alle,

weil ihr so freundlich und schnell antwortet, bin ich ermutigt, ein 
wenig mehr zu meinem Projekt zu schreiben. Das ist für mich ein 
absolutes Fernziel, denn zurzeit habe ich noch fast keine Erfahrung.

Das Gartentor konnte vom Haus aus mit einem "Summer" geöffnet werden. 
Leider ist die Leitung irgendwo zwischen Haus und Tor unterbrochen. Es 
kommt keine Spannung mehr am Summer an. Nun möchte ich am Tor einen 
batteriebetriebenen Arduino (oder anderen Typ) einsetzen, der über 
Funksteuerung diese Aufgaben übernimmt.

Es hat keine Eile. Das Tor wird nur selten benutzt und dann muss man 
eben Hand anlegen, aber irgendwann soll es schon funktionieren.

Ob das wohl klappen wird?

Gruß
Ralph

von Stefan F. (Gast)


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Die Stromaufnahme des Arduino Boardes ist hier momentan das geringste 
Problem.

Dein Problem ist, dass der Funkempfänger an deinem Tor ununterbrochen 
empfangsbereit sein muss. Dabei verbraucht er eine Menge Strom.

Für Türschlösser gibt es Empfänger, die annähernd gar keinen Ruhestrom 
aufnehmen, die haben aber nicht 50 Meter Reichweite, sondern nur wenige 
Zentimeter.

Elektrische Türklingeln kommen mit einer Hand voll AA Batterien 
typischerweise 2 Monate aus (wenn niemand klingelt). Auch die Empfänger 
der Funkschlüssel im Auto haben eine ähnlich hohe Stromaufnahme.

Ich rate Dir dazu, ein neues Kabel zu verlegen. Alles andere wird 
entweder sehr Störanfällig oder macht dich mit hohem Batterieverbrauch 
arm.

von Manfred (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Mit einem Arduino Pro Mini für 3.3V hat man die Probleme nicht.
> https://learn.sparkfun.com/tutorials/using-the-arduino-pro-mini-33v/all

Auch auf dem ist ein Spannungsregler mit über 100µA Querstrom drauf, 
zusätzlich noch eine LED.

Dazu mal den Thread vollständig angucken:
Beitrag "Schaltung Stromverbrauch minimieren?"

von Wolfgang (Gast)


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Manfred schrieb:
> Auch auf dem ist ein Spannungsregler mit über 100µA Querstrom drauf,
> zusätzlich noch eine LED.

Wenn man auf niedrige Stromaufnahme Wert legt, wird man tunlichst SJ1 
öffen und VCC (3.3V) direkt einspeisen, so wie in der Dokumentation 
beschrieben.
Dann haben weder Spannungregler noch Power-LED irgendetwas zu melden.
RTFM

von raba (Gast)


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Vielen Dank für die vielen Hinweise. Sie sind für mich sehr nützlich.

Nochmal was zu dem Abus-Schloss. Ich habe es eben versucht: bei einem 
Abstand von neun Metern in der Wohnung mit geschlossener Zimmertür und 
ein wenig um die Ecke herum kann ich die Wohnungstür noch schließen.

So etwas muss man doch nachmachen können. Ich habe ja schon geschrieben, 
wie lange die Batterien trotz zusätzlicher Beanspruchung durch einen 
Motor halten.

von Stefan F. (Gast)


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raba schrieb:
> Nochmal was zu dem Abus-Schloss. Ich habe es eben versucht: bei einem
> Abstand von neun Metern in der Wohnung mit geschlossener Zimmertür und
> ein wenig um die Ecke herum kann ich die Wohnungstür noch schließen.

Das ist erstaunlich viel Reichweite. Wie lange hält die Batterie im 
Schloss?

von raba (Gast)


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Ich habe eben bei Amazon nachgesehen. Das Schloss habe ich am 9. Februar 
dieses Jahres gekauft und seitdem genau einmal die Batterien gewechselt. 
Im Sender ist noch die Originalbatterie.

Das Schloss wird in der Regel mindestens viermal täglich betätigt: 
morgens ohne Sender, aber mit Motor, durch Tastendruck aufschließen. 
Nach dem Verlassen der Wohnung mit Sender verschließen und danach noch 
einmal umgekehrt. Manchmal auch öfter.

von Stefan F. (Gast)


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raba schrieb:
> Das Schloss habe ich am 9. Februar dieses Jahres gekauft und
> seitdem genau einmal die Batterien gewechselt.
> Im Sender ist noch die Originalbatterie.

Das klingt wirklich beeindruckend gut. Da würde ich doch glatt 
versuchen, die elektrischen Teile aus genau so einem Schloss auszubauen 
und zu verwenden.

von raba (Gast)


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Na ja, das Schloss kostet über 100 Euro, das leiste ich mir auch als 
Technik-Freak nicht alle Tage. Außerdem muss es (wenn man es nicht stark 
verändert) auf den Schließzylinder aufgesetzt werden und ist nicht 
wetterfest. Es ist auch verhältnismäßig klobig. Insgesamt also für einen 
Außeneinsatz völlig ungeeignet.

Ich denke ja eher: wenn es mit der Stromversorgung dort klappt, muss es 
doch auch ansonsten hinzubekommen sein.

von Stefan F. (Gast)


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Ja, das denke ich auch. Falls du mehr über die Technik heraus findest, 
berichte es hier. Das interessiert mich.

von Mario M. (thelonging)


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raba schrieb:
> muss es
> doch auch ansonsten hinzubekommen sein.

Die Suchbegriffe lauten "low power duty cyle" und "wake on radio".
Kurz gesagt geht es darum, dass sich der Empfänger immer nur ganz kurz 
einschaltet. Wenn kein Signal empfangen wird, schlaft der Empfänger 
weiter. Trifft ein Signal ein, wird der Controller geweckt und führt den 
Befehl aus. Damit das klappt, muss der Sender das Signal mehrmals 
schnell hintereinander aussenden. Der RFB12 kann z.B. "duty cycle" und 
der CC1000 unterstützt "wake on radio".

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