Liebes Forum, mein Name ist Thomas und ich möchte mich gerne hobbymäßig mit dem Thema Microcontrolling und auch Elektrotechnik im Allgemeinen auseinandersetzen. Als Kaufmann komme ich leider nicht aus der technischen Ecke, habe mich aber bereits damals im Gymnasium für Robotik und Programmierung begeistern können. Problem: Seitdem hat sich wohl einiges verändert, mein damaliges Fachwissen (wenn man das so nennen darf - wohl eher grundlegendes Laienwissen) ist weg und ich bin froh, hier eine Plattform gefunden zu haben, auf der man sich austauschen und vielleicht sogar den ein- oder anderen Tipp erhaschen kann. ;-) Ich habe mir bereits ein kleines Projekt vorgenommen: Ein Controller (ggf. ESP32, Arduino) mit kleiner Bauform soll via C so programmiert werden, dass bei Anschlagen eines Sensors eine Sirene aktiviert wird. Der Controller soll in einem Gehäuse verbaut werden, mit einem I/O-Schalter versehen werden und via Batterie (9V) betrieben werden. Falls ich hier schonmal eine Frage loswerden darf: Ist es grundsätzlich möglich, dieses relativ einfache System via Batterie (ggf. sogar Knopfzelle?) zu betreiben und muss ich bei der Programmierung auf etwas Besonderes Acht geben, um den Stromverbrauch nicht unnötig in die Höhe zu treiben? Ihr merkt, ich bin wirklich noch ein Laie - aber ein ambitionierter! Bereits im Voraus vielen Dank für eure Antworten und Tipps. Auf ein gutes Beisammensein und viele Grüße aus dem Norden ;-)
Thomas S. schrieb: > Ist es grundsätzlich > möglich, dieses relativ einfache System via Batterie (ggf. sogar > Knopfzelle?) zu betreiben und muss ich bei der Programmierung auf etwas > Besonderes Acht geben, um den Stromverbrauch nicht unnötig in die Höhe > zu treiben? Ja und Ja :) Wenn man aus einer Batterie lebt und die lange halten soll musst du darauf achten, dass der Sensor sich möglichst oft und lange im Ruhezustand (Stichwort: Sleepmode(s)) befindet. Thomas S. schrieb: > Batterie (9V) 9V Block ist immer eher blöd. Die Kapazität einer solchen Batterie ist vergleichsweise sehr klein.
moep schrieb: > Ja und Ja :) > Wenn man aus einer Batterie lebt und die lange halten soll musst du > darauf achten, dass der Sensor sich möglichst oft und lange im > Ruhezustand (Stichwort: Sleepmode(s)) befindet. Ich hätte das Ganze mit einem I/O-Schalter versehen, es handelt sich bei dem Sensor um einen Erschütterungssensor. Das "Gerät" soll nach Benutzung wieder ausgeschaltet werden, aber auch mal 12 Stunden im "Standby" halten (eine Art Diebstahlschutz!) > > 9V Block ist immer eher blöd. Die Kapazität einer solchen Batterie ist > vergleichsweise sehr klein. Was empfiehlst du als Alternative?
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Thomas S. schrieb: > Ich hätte das Ganze mit einem I/O-Schalter versehen, es handelt sich bei > dem Sensor um einen Erschütterungssensor. Das "Gerät" soll nach > Benutzung wieder ausgeschaltet werden, aber auch mal 12 Stunden im > "Standby" halten (eine Art Diebstahlschutz!) wenn es ein mechanischer Schüttelsensor ist dann ist es relativ leicht, einfach mit einer Selbsthaltung versehen. Ich baute das mal für einen Studienfreund im Studium mit Relais mit Doppelkontakt und Selbsthaltung. Geht auch mit µC nur 9V Block ist keine tolle Quelle, ein ESP braucht schon viel Energie wenn er sendet. Die Standby Schaltung gibt es hier im Transistortester mit 20nA Standby Strom und ob nun ein AVR oder ESP geweckt werden soll ist egal.
moep schrieb: > Wenn man aus einer Batterie lebt und die lange halten soll musst du > darauf achten, dass der Sensor sich möglichst oft und lange im > Ruhezustand (Stichwort: Sleepmode(s)) befindet. Mit einem ESP wird das aber eher schwierig, da deren Stromverbrauch relativ hoch ist. Dasselbe gilt für die Arduinos. Der MCU auf dem Arduino (ATmega328p) wäre einigermassen OK, aber auf den Arduino Board ist noch weitere, Stromfressende Peripherie verbaut. Nimm dafür am besten einen Ultra-Low-Power MCU, z.B. ein MSP430 oder ein STM32L0 Mikrocontroller. Evtl. reicht aber auch schon ein neuer ATtiny (kleiner Bruder vom ATmega) (von der neuen Serie, also nicht Attiny85 und ähnliches). Ich würde dir zum STM32 raten, da du dann eine "Architektur" lernen kannst, und dabei beliebig die Prozessor Leistung nach oben steigern kannst. Gruss Tom
Thomas S. schrieb: > hätte das Ganze mit einem I/O-Schalter versehen, es handelt sich bei > dem Sensor um einen Erschütterungssensor. Das "Gerät" soll nach > Benutzung wieder ausgeschaltet werden, aber auch mal 12 Stunden im > "Standby" halten (eine Art Diebstahlschutz!) Es kommt hier primär auf deinen Sensor an. Liefert der Sensor nur ein binäres Signal per IO (Erschütterung erkannt) kann dein Controller so lange er auf das Sensorsignal wartet schlafen. Aufgeweckt wird er dann per Interrupt auf dem IO-Pin. Muss der Sensor vom Controller ausgewertet werden (z.B. zyklisch ein Messert abgefragt werden) kann dein Controller zwischen den Abfragen schlafen (aufwachen per Timer). https://www.mikrocontroller.net/articles/Sleep_Mode Thomas S. schrieb: > Was empfiehlst du als Alternative? Entweder einen Akku oder wenn es Batterien sein sollen ein paar AA oder AAA in Reihe. Ist ja auch eine Platzfrage. Der 9V Block liefert nur ein paar 100 mAh und die 9V brauchst du vermutlich nicht. Dein Controller läuft heute vermutlich auf 3.3V.
Tom H. schrieb: > Der MCU auf dem > Arduino (ATmega328p) wäre einigermassen OK, aber auf den Arduino Board > ist noch weitere, Stromfressende Peripherie verbaut. Also ich habs grad mal mit nem Arduino Nano probiert. 14mA bei 3,3V. Ohne Standby wären wir da bei 336mA für 24h. Wenn er jetzt im Sleep ist und der externe Schalter den µC per Interrupt weckt, dann läuft das ding ja ewig.
Mir schwebt folgende Konfiguration vor: >Controller https://www.ebay.de/itm/Mikro-Kontroller-Board-N168-Avr-Modul-Entwicklungsboard-Development-Board/143082574741?hash=item215062d395:g:qR4AAOSwoDFcMqLS >Erschütterungssensor https://www.ebay.de/itm/Erschutterungssensor-Vibrationssensor-Set-SW-18010P-SW-18015P-SW-18020P/223188001388?hash=item33f70aa26c:g:ipYAAOSwn6Jb215i >Sirene https://www.ebay.de/itm/Piezo-Buzzer-Summer-3-24V-12V-laut-Intervallton-Signalgeber-Sirene-Alarm-1154/283541747187?hash=item420467b5f3:g:PjUAAOSw03lY6OxK >Akku https://de.rs-online.com/web/p/entwicklungskits-prozessor-mikrocontroller/1651059?cm_mmc=DE-PLA-DS3A-_-google-_-CSS_DE_DE_Halbleiter_Whoop-_-(DE:Whoop!)+Entwicklungskits+Prozessor+%26+Mikrocontroller-_-1651059&matchtype=&pla-326956445692&gclid=EAIaIQobChMIo-Xsl4Xj6gIVgrh3Ch2T-AOaEAQYAiABEgJnb_D_BwE&gclsrc=aw.ds >Ladeanschluss Akku https://www.reichelt.de/entwicklerboards-ladegeraet-fuer-li-ion-lipo-akkus-mit-microu-debo-power2-p235492.html?PROVID=2788&gclid=EAIaIQobChMItb6v1oPj6gIVkaZ3Ch0eUQnXEAQYBCABEgJRSPD_BwE&&r=1 >Alternativ Betrieb über 2x AAA (möglich?!) https://www.reichelt.de/entwicklerboards-batteriegehaeuse-2x-aaa-debo-battery-aaa-p239292.html?&trstct=pol_6&nbc=1 >I/O Schalter https://www.reichelt.de/schiebeschalter-miniatur-loetanschluss-1x-um-t-215-p19975.html?&trstct=pos_0&nbc=1 Habe ich noch etwas vergessen? Passt das alles soweit zusammen, oder kann ich den Controller nicht direkt via Batterie/Akku betreiben ohne Kondensatoren/Widerstände davorzuschalten? LG
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Also mit dem µC-Board (Atmega168PA) würde es auch mit 2x Batterie gehen. Laut Datenblatt: Operating voltage: 2.7V to 5.5V Temperature range: –40°C to +125°C Speed grade: 0 to 8MHz at 2.7V to 5.5V, 0 to 16MHz at 4.5V to 5.5V Power consumption *Active mode: 1.4mA at 4MHz 3V 25°C* Power-down mode: 0.8μA Thomas S. schrieb: >>Erschütterungssensor > > Ebay-Artikel Nr. 223188001388 Da wäre vllt das Sensor Modul besser (inkl. Beschaltung): https://www.ebay.de/i/Vibrationssensoren-SW-18010P-Modul-Arduino-Schoen-Auto-/362681215967 Da kannst auch die "Empfindlichkeit" einstellen.
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Thomas S. schrieb: > Ist es grundsätzlich > möglich, dieses relativ einfache System via Batterie (ggf. sogar > Knopfzelle?) zu betreiben Schwer. Weder Arduinos-Boards noch ESP sind knopfzellentauglich. Allerdings braucht man wohl auch kein WLAN, ein einfacher AVR wie ATTiny85 reicht also, und der kann durchaus batteriesparsam über Monate direkt an einer Knopfzelle arbeiten. Welcher Sensor ? Thomas S. schrieb: > Erschütterungssensor Da gibt es ja mechanische die 0 Strom brauchen und Beschleunigungssensoren die dauerhaft Strom brauchen. Wenn der dauerhaft Strom braucht, kann es das Konzept auch zunichte machen. Wenn der zudem eine konstante Spannung braucht und nicht mit der schwankenden Spannung der Batterie, braucht man einen Spannungswandler. Welche Sirene ? Die braucht Strom und den muss die Batterie liefern können. Ein 9V Block liefert nichtmal 1 A, eine Knopfzelle nur Milliampere. Ein Kondensator wird nicht ausreichen um den Strom zu puffern. Knopfzellen haben übrigens keine 9V. Inzischen kommen die Bauteile Sirene braucht 50mA, besonders laut ist das aber nicht. An Knopfzelle ist die Spannung zu gering, mit 9V erreicht sie nicht die volle Lautstärke, man bräuchte einen Spannungswandler 9V auf 24V, und dann eher 0.3A aus der Batterie, ein 9V Block wäre ok, aber ich würde eine durchdringendere Sirene suchen, wenn es ein Alarm werden soll. Das uC Board enthält einen Spannungsregler. Den braucht man an 9V Block auch. Aber ob der benutze besonders stromsparend ist ? Es gibt welche die unter 5uA benötigen. Normalerweise würde man solche Alarmsysteme wohl ohne uC aufbauen. Ein CD4538 reicht um die gesetzliche maximale Alarmdauer einzuhalten.
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Michael B. schrieb: > Welcher Sensor ? > > Thomas S. schrieb: >> Erschütterungssensor > > Da gibt es ja mechanische die 0 Strom brauchen und > Beschleunigungssensoren die dauerhaft Strom brauchen. > > Wenn der dauerhaft Strom braucht, kann es das Konzept auch zunichte > machen. > > Wenn der zudem eine konstante Spannung braucht und nicht mit der > schwankenden Spannung der Batterie, braucht man einen Spannungswandler. Hätte entweder den beschriebenen mechanischen verwendet oder den Tipp von Adam mit dem Sensormodul wahrgenommen: https://www.ebay.de/i/Vibrationssensoren-SW-18010P-Modul-Arduino-Schoen-Auto-/362681215967 Die Frage ist, ob der im Modul verbaute Sensor dann dauerhaft Strom benötigt oder ebenfalls über einen kurzfristigen Stromkreisschluss arbeitet. > Welche Sirene ? > Ich hätte sowas verwendet: https://www.ebay.de/itm/283541747187 Stromversorgung wäre dann via 2x AAA https://www.reichelt.de/entwicklerboards-batteriegehaeuse-2x-aaa-debo-battery-aaa-p239292.html?&trstct=pol_6&nbc=1 Meinst du das haut so hin? In Reihe geschaltet hätten die 3V, der µC Atmega168PA arbeitet ab 2,7V. Stellt sich nur die Frage, ob das zusätzliche Sensormodul da ebenfalls mitmacht.
Falls du ein Arduino nehmen willst, findest du hier noch ein paar Tipps: http://home-automation-community.com/arduino-low-power-how-to-run-atmega328p-for-a-year-on-coin-cell-battery/ Aufwachen, wie schon von anderen gesagt, über einen Pin Interrupt
Thomas S. schrieb: > Die Frage ist, ob der im Modul verbaute Sensor dann dauerhaft Strom > benötigt oder ebenfalls über einen kurzfristigen Stromkreisschluss > arbeitet. Da hast du was falsch verstanden. Diese Platine ist die Zusatzbeschaltung für den Sensor. Ja der verbaute LM393 bräuchte immer Strom. Du kannst es auch mal ohne versuchen: https://elektro.turanis.de/html/prj063/index.html Aber ich kenn das Verhalten nicht genau (Kennlinie), müsste man mal ausprobieren wie man das evtl. als Spannungsteiler aufbaut um den Interrupt zu trigern. Da hat es auch einer direkt ohne Zusatzmodul angeschlossen. https://www.youtube.com/watch?v=EaGyi7JXAuQ
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Schonal vielen Dank für die nette Aufnahme und die zahlreichen, sehr hilfreichen Antworten. Mal eine grundsätzliche Frage: Wenn es in diesem Fall speziell um eine batteriebetriebene Alarmschaltung mit Erschütterungssensor inkl. (lauter) Sirene geht - lohnt sich dann überhaupt der Einsatz eines uC oder "reicht" da eine Flip-Flop Schaltung wie von Michael angesprochen? BTW: Von Flip-Flop Schaltungen habe ich noch weniger Ahnung als von uCs, aber auch das lässt sich lernen :P
Könntest du machen, aber dann bräuchtest du im einfachsten Fall noch ein NE555 um dir den "Ton" für deine Sirene zu generieren. ODER hat das der CD4538? Aber du willst doch eigentlich ein bissel programmieren ;-)
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Das ist richtig, ich will aber auch ein bisschen Basteln ;) Ich frage mich nur, ob ich komplexere Aufgaben (z.B. „Piepen“ statt einem durchgängigen Ton, Scharfschaltung x-Sekunden nach Einschalten, etc.) überhaupt via Flip-Flop realisieren kann. Wichtig wäre mir eine äußerst kompakte Bauart im „Hosentaschenformat“... das ist bisher das größte Problem :-/
Thomas S. schrieb: > Schonal vielen Dank für die nette Aufnahme Für die Zukunft solltest du dir wesentlich genauer überlegen welchen Titel dein Anliegen wirklich haben soll. Denn wenn ich lese was hier im Thread besprochen wird, hat das mit dem Titel "Neu im Bereich MC und Programmierung" eigentlich herzlich wenig zu tun. Du kannst uns dein Herz ja ruhig ausschütten, aber dann bitte auch in einer anderen Unterbereich bzw. anderer Rubrik hier im Forum.
> Ein Controller (ggf. ESP32, Arduino) > und via Batterie (9V) betrieben werden. Das passt nicht zusammen. Der ESP32 braucht beim Senden kuerzzeitig rund 500mA, die kann so eine kleine Batterie nicht zuverlässig liefern. Außerdem haben diese Batterien von allen handelsüblichen Alternativen das schlechteste Preis-/Leistungs-Verhältnis. > ggf. sogar Knopfzelle? Das kannst du erst Recht vergessen. Für ESP Module brauchst du mindestens zwei Knüppelvolle AA Zellen oder besser mehr davon mit Spannungsregler. Ich würde Dir von ESP Modulen für den Anfnag generell abraten. Denn darauf läuft nicht nur dein eigenes Programm, sondern ein komplettes Betriebssystem, dass eine besondere Schwierigkeiten mit sich bringt. > Also ich habs grad mal mit nem Arduino Nano probiert. > 14mA bei 3,3V. > Wenn er jetzt im Sleep ist ... dann läuft das ding ja ewig. Du hast vergessen, dass die Power-LED, der USB-UART Chip und der Spannungswandler ständig mehrere mA aufnehmen. > Alternativ Betrieb über 2x AAA (möglich?!) Nimm lieber drei, weil die Spannung der Batterien kontinuierlich von 3V auf 1,8V absinken wird. Gebraucht werden aber mindestens 2,7V, so dass dein Gerät nur mit ganz frischen Batterien funktionieren würde. Schau Dir mal dieses Tutorial an: http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/index.html > Wichtig wäre mir eine äußerst kompakte Bauart im „Hosentaschenformat“ > das ist bisher das größte Problem Der im Tutorial vorgestellte ATtiny13A läuft mit 1,8V. Für die Robotik könnte anschließend der NiboBee interessant sein: http://stefanfrings.de/nibobee/index.html
Thema Verfehlung schrieb: > Für die Zukunft solltest du dir wesentlich genauer überlegen > welchen Titel dein Anliegen wirklich haben soll. Denn wenn > ich lese was hier im Thread besprochen wird, hat das mit dem > Titel "Neu im Bereich MC und Programmierung" eigentlich > herzlich wenig zu tun. Was ist den bei dir falsch gelaufen? Er ist in diesem Bereich neu, hat eine Idee für ein Projekt und nach der Projektbeschreibung fragte er wo & wie er am besten anfangen könnte. Wo soll da bitte das Thema verfehlt sein? Ich wüsste kein anderes Unterforum wo dies reinpassen würde...
Stefan ⛄ F. schrieb: >> Also ich habs grad mal mit nem Arduino Nano probiert. >> 14mA bei 3,3V. >> Wenn er jetzt im Sleep ist ... dann läuft das ding ja ewig. > > Du hast vergessen, dass die Power-LED, der USB-UART Chip und der > Spannungswandler ständig mehrere mA aufnehmen. Ja ok...daran hatte ich jetzt echt nicht gedacht. Muss man halt runterlöten :-D Aber das hat ja das Board was er rausgesucht hat, nicht in diesem Ausmaße, die PWR LED könnte man auch wirklich entfernen.
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Adam P. schrieb: > Ja ok...daran hatte ich jetzt echt nicht gedacht. > Muss man halt runterlöten :-D Übrig bleibt kaum mehr als der nackte ATmega168. Den kann man auch einzeln kaufen - nur so als Hinweis.
Stefan ⛄ F. schrieb: > Übrig bleibt kaum mehr als der nackte ATmega168. Den kann man auch > einzeln kaufen - nur so als Hinweis. Ja das ist mir auch bewusst. Voraussetzung wäre, Thomas hat ein Lötkolben und will sich alles selbst zusammensuchen und löten.
Vielen Dank für den Tipp mit dem Tutorial, da habe ich eine Lektüre für die nächsten Tage :P Zusammenfassend brauche ich also eine Platine, einen ATmega168/ATtiny Chip, einen Erschütterungssensor, eine Sirene, 3x AAA in Reihe, einen I/O Switch und einen Lötkolben um die kleinstmögliche Bauart zu gewährleisten. Liege ich soweit richtig? Vielen Dank schonmal! Ich werde euch, falls gewünscht, gerne in diesem Thread auf dem Laufenden halten. Ggf. kann ich den ja noch umbenennen, da mir zwischendurch eine Themaverfehlung vorgeworfen wurde (Sorry!). LG Tom
Adam P. schrieb: > Wo soll da bitte das Thema verfehlt sein? Rubrik: "Mikrocontroller und Digitale Elektronik" Titel des Threads: "Neu im Bereich MC und Programmierung" Was hat das eine mit dem anderen zu tun?
Thema Verfehlung schrieb: > Rubrik: "Mikrocontroller und Digitale Elektronik" > > Titel des Threads: "Neu im Bereich MC und Programmierung" > > Was hat das eine mit dem anderen zu tun? Genau: Rubrik "Mikrocontroller", und das meint er auch mit "MC". Und µC programmiert man, oder nicht. Versteh dein Problem nicht. Selbst der Untertitel in diesem Forum sagt es: "Für alle Fragen rund um Mikrocontroller und sonstige digitale Elektronik."
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Thomas S. schrieb: > Ggf. kann ich den ja noch umbenennen, da mir zwischendurch eine > Themaverfehlung vorgeworfen wurde (Sorry!). Umbenennen können hier nur die Moderatoren. Hier sind viele Deutschlehrer, Nörgler und Provokateure unterwegs, da hilft nur ignorieren. Auch wenn so Module wie Arduino Nano wegen Spannungsregler und USB Chip vielleicht nicht Optimal sind was Stromverbrauch angeht, da würde ich im 2. Schritt optimieren. Erstmal die IDE installieren, ein Blinky und dann die Sensorauswertung ans Laufen kriegen. Danach optimieren. So ein Nano kostet 2-3€, das sollte für den Einstieg keine Hürde sein.
Adam P. schrieb: > Versteh dein Problem nicht. Du bist wirklich schwer von Begriff. Sein Thread Titel sagt: "Ich bin neu hier ..." Da es hier keinen Neuvorstellungs-Thread gibt gehört der Thread des Titels wegen nach "Offtopic".
Thomas S. schrieb: > Liege ich soweit richtig? Wenn's schlecht werden soll... Der Alarm will 24V damit er laut wird. Du brauchst also einen Spannungswandler oder einen anderen Alarm der mit den 9V der Batterie zufrieden ist. Der von dir ausgewählte Erschütterungssnsor https://www.ebay.de/itm/223188001388 braucht wenigstends keinen Strom, kommt einfach an einen Eingang mit eingeschaltetem pul up und wakr up on pin change. Der dir empfohlene https://www.ebay.de/itm/Vibrationssensoren-SW-18010P-Modul-fuer-Arduino-Schoen-Auto-/362681215967?_trksid=p2385738.m4383.l4275.c10 verwendet zwar genau denselben Sensor, braucht aber ständig Strom der deine Batterie leersaugt, ist also völliger Humbug. Leider scheinst du der Empfehlung zu folgen. Und was soll der uC denn nun tun ? Kein WLAN, kein GPS, keine SMS Sesnden, sondern nur für 30 Sekunden die Sirene einschalten ? Das kann ein CD4536 o.ä. besser, bei dem spart man sich den Spannungsregler. Schön laut und trotzdem energieparend sind übrigens Rauchmelder.
Thomas S. schrieb: > lohnt sich dann überhaupt der Einsatz eines uC > oder "reicht" da eine Flip-Flop Schaltung wie von Michael angesprochen? wenn du wirklich keinen Standby Strom verschwenden willst reicht ein Rüttelsensor und ein Relais mit Selbsthaltung, der Rüttelsensor lässt das Relais anziehen, der eine Relaiskontakt überbrückt den Rüttelsensor zur Selbsthaltung und es hupt oder piept bis die Batterie leer ist, alternativ kann ein Timer, 555 oder TL77xx den Relaisstrom unterbrechen um nach einer Wartezeit alles wieder stromlos zu schalten.
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