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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wie einem Controller beibringen, dass seine Versorgungsspannung weg ist


Autor: Lazley (Gast)
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Hallo Leute,

wie der Betreff schon sagt, möchte ich gerne, dass mein Controller es 
merkt, wenn seine Versorgungsspannung ausfällt.
Dazu habe ich mir ein wenig gedanken gemacht und möchte kurz dazu meine 
Schaltung und mein Vorhaben beschreiben.

Meine Versorgungsspannung beträgt 12-24V danach ein Schaltregler, der 
auf 5V regelt und an diesen 5V hängen unter anderem mein Controller und 
die restliche Elektronik.
Nun möchte ich die 12V bzw 5V (was ist sinnvoller?) mittels Goldcap(s) 
puffern, um bei einem ca. 20sekundigen "Stromausfall" meinen Controller 
die nötigen Maßnahmen durchführen zu lassen, doch dazu muss er wissen, 
wann vorne "der hahn" zugedreht wird.

Nun habe ich mir gedacht, die 12V Versorgungsspannung zusätzlich auf die 
Basis eines Transitors zu führen, den Collector mit einem OutputPin und 
den Emitter mit einem Inputpin des Cotrollers zu verbinden. Wenn nun 
meine Versorgungsspannung ausfällt, müsste ich dies doch über den 
Transistor mitbekommen???
Gibt es da vielleicht elegantere Lösungen?
Würde mich über jede Hilfe und jeden Tip sehr freuen...

Vielen Dank und schönen gruss
Lazley

Autor: Markus (Gast)
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Die 12V sind sicher über Kondensator gestützt, also wird hier die CPU 
nicht so schnell was mit bekommen.

Vom Eingang +12V muss eine Diode rein, dann erst der Kondensator mit 5V 
Erzeugung.
Dann muss noch vom +12V Eingang eine zweite Diode (und auch Z-Diode) 
rein, die deinen Transistor schaltet.

Der erste Pfad versorgt die CPU und kann je nach Größe der Kondensatoren 
die Spannung (12V ... 6V) halten.

Der zweite Pfad hat keinen Kondensator und der Transi schaltet sofort 
wenn die 12V abgeklemmt werden.

Ganz nebenbei hat man damit auch einen Verpolungsschutz der Schaltung 
(was bei mir schon einige Bastel-Schaltungen länger leben gelassen hat)

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Du kannst die überwachung mit einem TL7712 Voltage Supervisor machen.
Du Versorgst den mit der Spannung vor deinem Spannungsregler und gibst 
den Ausgang auf einem Interruptpin von deinem Prozessor. Wen jetzt die 
Spannung anfängt zu sinken schaltet der Ausgang vom TL7712 um und lösst 
damit einen Interrupt aus und du kannst die entsprechenden Massnahmen 
treffen.

http://focus.tij.co.jp/jp/lit/an/slvae04/slvae04.pdf

Gruss Helmi

Autor: Carsten (Gast)
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>Wie einem Controller beibringen, dass seine Versorgungsspannung weg ist

... wenn schluss, dann ende?

ich glaub der merkt das selber!

oder ist Deine Frage :

Wie einem Controller beibringen, dass seine Versorgungsspannung
bald weg ist?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Hier noch die Schaltung dazu.

Hallo Carsten auch wieder da.

Gruss Helmi

Autor: Lazley (Gast)
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Vielen Dank für die Antworten...

@Markus:
Klingt interessant, Leider habe ich enorme Probleme, nach deiner 
Beschreibeung die Schaltung aufzumalen. Vielleicht kannst du mir eine 
kleine Skizze zukommen lassen? Oder bissl anders Beschreiben?

@Helmi:
Vielen Dank für die Info. Sind im Warenkorb :-) Kannte die Dinger vorher 
nicht, werd die bald mal ausprobieren und ich denke, die werden dem 
nächst öfter zum Einsatz kommen...

@Carsten:
Wenn Ende, dann Schluss ist klar... aber ich hatte erwähnt, dass ich die 
Spannung puffern möchte, also wenn Schluss, bald Ende... Wir verstehen 
uns ;-)

Danke und gruss
Lazley

Autor: F. Tschurtschenthaler (acerpower)
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Kein TL... oder sonst was, da ist es schon zu spät!

Die früheste Warnung ist die Überwachung der Wechelsspannung! Fällt eine 
Halbwelle aus hat der Prozessor genügend Zeit um noch einige 1000 
Befehle abzuarbeiten.
Jede Halbwelle muss am INT-Eingang einen Interrupt auslösen. Jede 
Halbwelle verhindert dabei den Überlauf des Zählers. Bleibt der Impuls 
aus wird der Zähler überlaufen und es wird ein Zählerinterrupt 
ausgelöst. Dann können die nötigen Maßnahmen durchführt werden.

Herrmann

Autor: Lazley (Gast)
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ohhh da hat sich aber was gesammelt... hab ich gar nicht alles gesehen 
:-)

Autor: Lazley (Gast)
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Wechselspannung? Du meinst vor den 12-24V?

Autor: Carsten (Gast)
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>@Carsten:
>Wenn Ende, dann Schluss ist klar... aber ich hatte erwähnt, dass ich die
>Spannung puffern möchte, also wenn Schluss, bald Ende... Wir verstehen
>uns ;-)

.. dann doch über eine Batt.?

über ein C ist dass fast, wenn Du es sicher machen willst, unmöglich!

Carsten

Autor: F. Tschurtschenthaler (acerpower)
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Wird deine Schaltung batteriebetrieben oder über einen Trafo am Netz?

Hermann

Autor: Johann L. (gjlayde) Benutzerseite
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Hi, hier mal ein Snip aus einer Schaltung

C1 = Goldcap

An VCC hängt der µC und alles, was mit Saft versort werden soll. An V+ 
hängen Verbraucher, die bei Saft-weg C1 nicht belasten sollen.

SENSE geht zum µC und der µC erkennt an dem Pegel, ob primär Saft da ist 
oder nicht. In meinem Falle geht SENSE vor einen Brückengleichrichter 
und hinter einen Trafo.

Alternativ könnte man SENSE vor oder hinter dem 78xx abgreifen.

Das Erkennen Saft oder Nichtsaft kann man per ADC oder Analog-Comparator 
machen. Beide Lösungen brauchen einen Port.

Alternativ kann man, wenn die Schaltung nicht verändert werden soll, VCC 
als A_REF dem ADC zuführen und ne interne Referenz gegen VCC messen. 
Wenn V_REF über einen bestimmten Wert steigt, ist VCC unter einen 
kritischen Wert gefallen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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Autor: Markus (Gast)
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@Lazley:
Anbei meine Gedanken als Anhang...

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Markus (Gast)

>Anbei meine Gedanken als Anhang...

Warum so kompliziert? Die Schaltung im Artikel war dir wohl zu einfach?

MFG
Falk

Autor: *.* (Gast)
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Wenn noch ein A/D-Eingang frei ist könnte man doch direkt die Spannung 
am Ladeelko überwachen? Nur ein Spannungsteiler nötig.

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>Wenn noch ein A/D-Eingang frei ist könnte man doch direkt die Spannung
>am Ladeelko überwachen? Nur ein Spannungsteiler nötig.

Da ist der Analogkomperator aber besser geeignet.

MfG Spess

Autor: *.* (Gast)
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Wenn der persönliche Lieblingsprozessor einen solchen hat...

Autor: Markus (Gast)
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Die Analogspannung bei den 5V messen???

Also meine Variante hat einen riesigen Vorteil:
Der Ladeelko wird z.B. mit 24V geladen und kann sich bis zu 6-7V 
Entladen. Also es wird ein deutlich kleinerer Kondensator nötig da der 
Kondensator 17-18V absinken kann. Mit 10000 uF oder mehr kommt man da 
schon sehr weit.
Und wenn man da noch einen Switcher anstatt einem 7805 nimmt dann noch 
viel weiter.
Und auch nur mit meiner Variante sieht man das echte Anstehen der 
Versorgungsspannung.
Kurze Unterprechungen können in der CPU berechnet werden.
Die D2 könnte man sich sparen.
D3 stellt die Spannung ein, ab der alarmiert werden soll, nicht dass bei 
+3V Eingang auch der T1 nicht schon durchschaltet.
IC1 habe ich nur ansatzweise gezeichnet (es fehlen die 2 100nF 
Kondensatoren)

Um wie viel V darf man bei der 5V Versorgung absinken? Auf 4,3V oder 
3,9V das ist wohl ein bischen abenteuerlich.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Markus (Gast)

>Die Analogspannung bei den 5V messen???

???
Er meint die Spannung des Pufferelkos.

>Und auch nur mit meiner Variante sieht man das echte Anstehen der
>Versorgungsspannung.

Nur in DEINER Schaltung. Hast die wohl erfunden, was . . .?

>Kurze Unterprechungen können in der CPU berechnet werden.

???

>Die D2 könnte man sich sparen.
>D3 stellt die Spannung ein, ab der alarmiert werden soll, nicht dass bei
>+3V Eingang auch der T1 nicht schon durchschaltet.

Den Transisitor kann man sich sparen. Ein Spannungsteiler + 
Analogcomparator im uC reichen.

>Um wie viel V darf man bei der 5V Versorgung absinken? Auf 4,3V oder
>3,9V das ist wohl ein bischen abenteuerlich.

Kommt auf den uC an.

MFg
Falk

Autor: Lazley (Gast)
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Vielen Dank für die kompetente Hilfestellung,
ich weiss gar nicht welche Frage ich zuerst beantworten soll.
Ich denke, ich werde die Schaltungen einfach mal aufbauen und 
ausprobieren. Nun muss ich allerdings dazu sagen, dass ich zwar ein 
Schaltregler benutze aber in meiner Schaltung auch zusätzlich ein Li-Ion 
Akku integriert ist. Der µC MUSS auch bei "Stromausfall" eine 
Relaisspule (20-30mA) versorgen :-(
Wäre es bei diesem "hohen" Strom vielleicht sinnvoller den Akku 
anzuzapfen? Da hätte ich bedenken, dass der Controller sich beim 
Umschalten auf Akkuversorgung kurzzeitig (aufhängt) (resettet) (was auch 
immer) ??? Oder kann ich da ohne bedenken versuchen die Akkuspannung 
anzuzapfen?

wäre für jede weitere Hilfe dankbar

Schönen Abend
Lazley

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Lazley (Gast)

>Schaltregler benutze aber in meiner Schaltung auch zusätzlich ein Li-Ion
>Akku integriert ist. Der µC MUSS auch bei "Stromausfall" eine
>Relaisspule (20-30mA) versorgen :-(

Schon mal was von bistabilen Relais gehört?

>immer) ??? Oder kann ich da ohne bedenken versuchen die Akkuspannung
>anzuzapfen?

Sicher, mit zwei Dioden kein Problem. Siehe

http://www.mikrocontroller.net/articles/Speicher#E...

Kleiner Erweiterung

MFG
Falk

Autor: Markus (Gast)
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@ Falk Brunner (falk)
Dein Schaltungsvorschlag hab ich nocht nicht gesehen, meckern kann 
jeder.

Ich kenne auch nicht alle Randbedingungen daher kann ich nur einen 
Vorschlag abgeben. Lazley muss dann die Modifikationen selbst machen.

Ausserdem: Ein IC funktiniert z.B. noch mit 3,7V, ein anderer, genau 
gleicher Typ und gleicher Hersteller tut aber nicht mehr mit 3,9V. Oder 
es gibt Temperaturschwankungen, dann brauchen die auch eine größere 
Spannung. Da mass man schon ein wenig rumfummeln bis man weiß was die 
Sichere untere Spannungsgrenze ist. Wie schon gerschrieben, 
abenteuerlich.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Markus (Gast)

>Ausserdem: Ein IC funktiniert z.B. noch mit 3,7V, ein anderer, genau
>gleicher Typ und gleicher Hersteller tut aber nicht mehr mit 3,9V.

Nöö, das ist spezifiziert.

>Spannung. Da mass man schon ein wenig rumfummeln bis man weiß was die
>Sichere untere Spannungsgrenze ist. Wie schon gerschrieben,
>abenteuerlich.

Keineswegs.

MFG
Falk

Autor: Markus (Gast)
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>Nöö, das ist spezifiziert.
Ich habe Praxiserfahrung !

Autor: Lazley (Gast)
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Jetzt nicht streiten ;-)
finde alle Vorschläge gut, allerdings ist der artikel mit den 2 dioden 
recht interessant... nun steht da aber drin, dass der akku irgendwann 
leer ist, wie könnte ich das umgehen? Wenn der µC zb nach 2 minuten 
merkt da kommt nix mehr an Versogungsspannung, dann müsste sich der µC 
quasi selbst die Batteriespannung abhacken? Wie könnte man sowas additiv 
zu der 2diodenlösung bewerkstelligen?
besten dank nochmal an euch...
gruss Lazley

Autor: Markus (Gast)
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Mit Akku in Kombination hatte ich noch nicht gearbeitet.
Ein Tipp kann ich dennoch geben: Alle Handys und so haben es doch drin, 
also müsste es dafür fertige IC's geben. Schauen Sie mal bei 
www.maxim-ic.com (Power and Battery Management) oder anderen 
Herstellern.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Markus (Gast)

>>Nöö, das ist spezifiziert.
>Ich habe Praxiserfahrung !

Da bist du sicher der Einzige . . .

Kann schon sein wenn gurkige ICs nciht ihr Datenblatt gelesen haben. Ist 
aber Gott sei Dank nicht die Regel.

MFg
Falk

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Lazley (Gast)

>merkt da kommt nix mehr an Versogungsspannung, dann müsste sich der µC
>quasi selbst die Batteriespannung abhacken?

Mit Sleep Mode und Power down. Dann ist Ruhe.

MFg
Falk

Autor: Lazley (Gast)
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Hallo nochmal...
wenn so ein Li-Ion-akku nicht zusätzlich belastet wird und der Mega8 im 
pwrdwn-Modus an diesem akku hägt, könnte es nach einiger Zeit trotzdem 
zur kompletten Entladung kommen.
Mir ist es halt wichtig, dass der Akku auf keinen fall entladen wird und 
ich quasi so eine Art Unterbrechung (vielleicht sogar eine galvanische 
Trennung) habe.
Sobald der Mega merkt, dass die Versorgungsspannung weg ist, soll eine 
umschaltung auf Akkubetrieb erfolgen. Danach müssen "Maßnahmen und 
Schatvorgänge" ergriffen werden. Wenn die Versorgungsspannung länger als 
T weg ist, soll der Mega von Akku getrennt werden. Ich komm da noch 
nicht ganz klar. Vielleicht könnte mir jemand zum letzten und vorletzten 
Punkt noch einen kleinen Himweis geben???

einen netten sonntag und gruss
lazley

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Lazley (Gast)

>wenn so ein Li-Ion-akku nicht zusätzlich belastet wird und der Mega8 im
>pwrdwn-Modus an diesem akku hägt, könnte es nach einiger Zeit trotzdem
>zur kompletten Entladung kommen.

Nicht wirklich. Die Selbstentladung des Akkus ist hundertfach höher als 
der Strom des AVRs im Power Down Mode. Da zieht der je nach Typ zwischen 
100..500nA (NANO).

>Mir ist es halt wichtig, dass der Akku auf keinen fall entladen wird und
>ich quasi so eine Art Unterbrechung (vielleicht sogar eine galvanische
>Trennung) habe.

Weisst du überhaupt was eine Galvanische Trennung ist?

>Sobald der Mega merkt, dass die Versorgungsspannung weg ist, soll eine
>umschaltung auf Akkubetrieb erfolgen. Danach müssen "Maßnahmen und

Per Hardware, sprich Dioden.

>Schatvorgänge" ergriffen werden. Wenn die Versorgungsspannung länger als
>T weg ist, soll der Mega von Akku getrennt werden.

Wozu? Unnötig.

> Ich komm da noch
>nicht ganz klar. Vielleicht könnte mir jemand zum letzten und vorletzten
>Punkt noch einen kleinen Himweis geben???

Lies mal was zum Sleep Mode.

MFG
Falk

Autor: Tweety (Gast)
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Ich weiß nun nicht, welchen µC du verwendest. Die Renesas µC´s besitzen 
z.B. einen 2 stufige BrownOut detection. Mit dem Interrupt der ersten 
Stufe (bei ca. 3.5V) können diverse Dinge weggespeichert werden. Die 
zweite Stufe löst dann einen Reset aus. Hier muss dann nur zugesehen 
werden, dass das 5V-Netz des µC´s nicht zu schnell absinken kann.

Autor: Lazley (Gast)
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@Falk: Vielen Dank für deine Informationen, aber ich kann mit deinen 
Kommentaren leider nicht viel anfangen, wenn du nur 0.5-1 Satz dazu 
schreibst. Vielleicht könntest du mir mit etwas mehr Erläuterungen 
aushelfen. PWR-DWN schon oft benutzt, allerdings reden wir 
wahrscheinlich aneinander vorbei?! Oder du willst, dass ich exakt auf 
deine Idee "zufällig" stoße? Schaffe ich noch nicht so ganz mit den 
Indizien, die ich habe... leider :-(
Galv. Trennung? Joa hab isch... Du???
Danke und schönen Gruss
Lazley

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Lazley (Gast)

>Kommentaren leider nicht viel anfangen, wenn du nur 0.5-1 Satz dazu
>schreibst.

Ultrahochkomprimiert ;-)

> Vielleicht könntest du mir mit etwas mehr Erläuterungen
>aushelfen. PWR-DWN schon oft benutzt, allerdings reden wir
>wahrscheinlich aneinander vorbei?!

Hast du die Artikel gelesen, welche in meinen Postings drin waren? Die 
sind nämlich der Grossteil meiner Antwort.

Hier nochmal Sleep Mode

Wenn man den AVR in den Sleep Mode "Power Down" schaltet, braucht er 
praktisch keinen Strom mehr, quasi ein Netzausschalter per Software.

> Oder du willst, dass ich exakt auf
>deine Idee "zufällig" stoße?

Es reicht schon, mal zuzuhören und die Links zu lesen.

>Galv. Trennung? Joa hab isch... Du???

Dito.

Lis die Artikel. Wenn dann noch was unklar ist, weiter fragen. Aber ERST 
lesen, nachdenken, ggf. nochmal lesen und nachdenken und DANN erst 
fragen. Wie man es NICHT machen sollte, sieht man hier.

Beitrag "Der ULN2804A und induktive Lasten"

MFG
Falk

Autor: Lazley (Gast)
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sleepmode schön und gut, aber der µC macht auch schon noch andere 
Sachen, als nur schlafen...
>Beitrag "Der ULN2804A und induktive Lasten"
NeNe der Falk Brunner :-)
Und wie könnte ich den Zustand des bistabilen Relais abfragen???
danke und gruss
Laz

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Lazley (Gast)

>sleepmode schön und gut, aber der µC macht auch schon noch andere
>Sachen, als nur schlafen...

Na dann kann er sowieso nicht abgeschaltet werden.

>Und wie könnte ich den Zustand des bistabilen Relais abfragen???

Wozu abfragen? Das wird geschaltet und gut.

MFg
Falk

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