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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik µC über einen PIN ausschalten


Autor: Michael (Gast)
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hallo forengemeinde,
wagemutig wie ich bin habe ich vor gehabt einen µC über einen seiner 
eigenen Pins mit einem Transistor auszuschalten. sinn dahinter ist es, 
den stromverbrauch nach programmende auf null zu setzen.


VCC des µC am Collector
ein Pin des µC an der Basis
und Emitter auf masse

einen taster der VCC des µC direkt mit masse verbindet startet den 
Controller

der pin der an der basis des transistors liegt bekommt sofort +

nachdem das programm abgelaufen ist bekommt der pin masse

Nun sollte eigentlich der controller abschalten. tut er aber nicht.

FRAGE:
warum funzt das nicht?


hardware:
attiny13
bc547
100 Ohm Vorwiderstand
ein paar LEDs zum blinken

ich hoffe ihr schaft es mich zu erleuchten


grüße

michael

Autor: Gasst (Gast)
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>warum funzt das nicht?

Der µC hat keine Lust dazu.

Autor: Michael (Gast)
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hat daseinen tieferen sinn?

Autor: STK500-Besitzer (Gast)
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>bc547

Das ist ein NPN-Transistor...

>einen taster der VCC des µC direkt mit masse verbindet startet den
>Controller

Das gibt einen Kurzschluß, wenn der Controller mit VCC verbunden ist.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Deine Schaltungsbeschreibung ist - freundlich ausgedrückt - etwas 
unpräzise. Wie wärs mit einem ordentlichen Schaltplan?

Autor: A. K. (prx)
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Hast du mal nachgeschlagen, wieviel Strom der Controller frisst, wenn 
rein garnichts tut (power down)? Da ist wirklich nicht viel.

Autor: STK500-Besitzer (Gast)
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Sinnvoller wäre es vermutlich, einen Spannungsregler mit 
"inhibit"-Eingang oder so zu benutzen.

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Michael wrote:

> hallo forengemeinde,
> wagemutig wie ich bin habe ich vor gehabt einen µC über einen seiner
> eigenen Pins mit einem Transistor auszuschalten. sinn dahinter ist es,
> den stromverbrauch nach programmende auf null zu setzen.

Was man nahezu auch erreichen könnte, indem man den µC in einen 
Sleep-Modus versetzten würde. Mit dem Zusatz, dass man ihn daraus auch 
wieder wecken könnte.

> VCC des µC am Collector
> ein Pin des µC an der Basis
> und Emitter auf masse
>
> einen taster der VCC des µC direkt mit masse verbindet startet den
> Controller

Also ein Kurzschluss ?!? Deine Spannungsversorgung und dein AVR ist 
gutmütig.

> der pin der an der basis des transistors liegt bekommt sofort +

Nein. er benommt nicht "+". Nach dem Reset ist der Pin am AVR Eingang 
und Tristate.

> nachdem das programm abgelaufen ist bekommt der pin masse
> Nun sollte eigentlich der controller abschalten. tut er aber nicht.

Der Transistor (NPN, BC547) sperrt also (die Verbindung zu Masse). 
Überlege welcher Spannungspegel jetzt am Kollector vorhanden ist.

Autor: Michael (Gast)
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>> nachdem das programm abgelaufen ist bekommt der pin masse
>> Nun sollte eigentlich der controller abschalten. tut er aber nicht.

>Der Transistor (NPN, BC547) sperrt also (die Verbindung zu Masse).
>Überlege welcher Spannungspegel jetzt am Kollector vorhanden ist.

ich lade mal bild hoch und überlege gleichzeitig

keiner?

Autor: Michael (Gast)
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achso stromverbrauch...
das ganze soll später mit 2 AAs betrieben werden und mind 1/2 Jahr 
laufen

da ist selbst der sleep modus zu viel

grüße

michael

Autor: STK500-Besitzer (Gast)
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>ich lade mal bild hoch und überlege gleichzeitig

>keiner?

Mikrocontroller gesteuerter Kurzschluss. Das wäre was für den "die 
schönsten Schaltungsfehler"-Thread im Offtopic...

Autor: A. K. (prx)
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Der Controller hat einen Pin +5V und einen Pin Vcc???

Autor: Michael (Gast)
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sorry habe selbstredend VCC mit GND verwechselt....

das ist nicht das erste mal das mir das passiert

michael

Autor: Michael (Gast)
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sorry nochmal das war auch in er beschreibung falsch.
dafür melde ich mich nun bei euch an!

michael

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Im Power-down Mode schluckt der Tiny13 weniger als 100 nA - wo ist das 
Problem?

Autor: A. K. (prx)
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Erstens fehlt der Basiswiderstand. Ohne den brät dir Controller und/oder 
Transistor durch.

Zweitens gibt es hier nix was die Schaltung hochbringt.

Drittens hat der Controller eine Schutzdiode am Pin, die um ein paar 
Ecken herum deinen Transistor wieder einschaltet.

Autor: hans (Gast)
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Wenn 2 µA max (Typ 0,15 µA) zu viel für die zellen ist dann am besten 
nichts!!!! daran anschließen.

Lass sie in der Packung oder noch besser im Laden.

Autor: STK500-Besitzer (Gast)
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> Autor:  Michael (Gast)
>Datum: 01.03.2009 22:55
>Dateianhang: Unbenannt.JPG (6,8 KB, 1 Downloads)

Auch Mist: GND ist das Bezugspotential für alle Signale in einer 
Schaltung.
Wenn man die bei einem Bauteil wegschaltet, hängen dessen Ausgänge in 
der Luft.
Besser: PNP-Transistor in die VCC-Leitung und den dann schalten.
Oder noch besser: Buckregler (oder wie die Dinger auch immer heissen 
mögen) besorgen, der deine Batterien auch wirklich leer lutschen kann 
und einen Stand-By-Eingang o.dergl besitzt. Damit kann man wunderbar 
Strom sparen.
Man könnte auch einen MSP-Controller benutzen. Der soll auch extrem 
wenig Strom verbrauchen...

Autor: Michael (Gast)
Datum:
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und wie umgehe ich diese sache mit der schutzdiode?

michael

Autor: A. K. (prx)
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STK500-Besitzer wrote:

> Oder noch besser: Buckregler (oder wie die Dinger auch immer heissen
> mögen) besorgen, der deine Batterien auch wirklich leer lutschen kann
> und einen Stand-By-Eingang o.dergl besitzt. Damit kann man wunderbar
> Strom sparen.

Wieviel der wohl im Standby frisst?

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Aus der Feature-Beschreibung des ATtiny13:

o Low Power Consumption
     - Active Mode:
         o 1 MHz, 1.8V: 240µA
     - Power-down Mode:
         o < 0.1µA at 1.8V

Bei 3 V sind es 200 nA. Wenn du die Taktfrequenz möglichst niedrig 
machst, wirds günstiger.

Autor: Michael (Gast)
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also wird das so, wie ich es mir gedacht habe wohl nichts?

muß dazu sagen, das ich mit strom sparen (gerade bei battarien) 
schlechte erfahrungen gemacht habe.

michael

Autor: A. K. (prx)
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Was dir bliebig viele Leute sagen wollen: ES LOHNT NICHT!
Ersetze ungeeignete Hardware durch geeignete Software und gut ist.

Autor: Michael (Gast)
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es würde mich trotz allem noch interessieren, warum es nicht 
funktioniert?
warum spert der abgeschalte pin nicht den transistor?

Autor: A. K. (prx)
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@Uhu: Ich meinte den Standby-Strom von STK500-Besitzers Buck-Regler.

Autor: Chris L. (kingkernel)
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Gar nicht, der ist Fest im AVR verbaut und kann auch nicht weggeschaltet 
werden. (Ausser er wird kaputt gemacht, aber dann hats den AVR auch 
erwischt)
Ausserdem wird über den ACR-Pin und den Transistor auch ein Strom 
fließen, wenn dieser Ausgeschaltet sein soll!

Autor: A. K. (prx)
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Michael wrote:

> warum spert der abgeschalte pin nicht den transistor?

Bin grad zu faul zum malen, also verbal: Denk dir eine Diode zwischen 
GND-Anschluss des Controllers (Anode) und Pin (Kathode). Wenn der 
GND-Anschluss des Controllers um 2*0,6V über dem GND der Schaltung 
liegt, weil der Controller abgeschaltet hat, dann leitet besagte Diode. 
Und dann?

Autor: Michael (Gast)
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doch ich lese die Anworten auf meine Frage.
ich gebe ungerne zu, dass meine Verwechselung von GND unfd VCC nicht 
hilfreich gewesen ist.
nur habe ich bisher noch keine für mich nachvollziehbare Erklährung 
bekommen, warum ein Transistor, der eigentlich keinen Strohm mehr an der 
Basis hat einen Verbraucher am Collector auf Masse zieht.

Autor: Michael (Gast)
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nun kommt lich in mein dunkel.
danke prx

tät es lohnen, den basiswiderstand zu erhöhen oder einen anderen 
transistor zu benutzen?

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Michael wrote:
> tät es lohnen, den basiswiderstand zu erhöhen oder einen anderen
> transistor zu benutzen?

Nein. Nimm den Power-down Mode. Alles andere ist Murks.

Autor: A. K. (prx)
Datum:

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Nö, bringt nix. Nichtmal MOSFET ändert was. Das geht so schlicht und 
einfach nicht.

Autor: Michael (Gast)
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danke

Autor: Michael (Gast)
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nun ist pover down angesagt...

für den controller
und für mich

michael

Autor: Ti (Gast)
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doch geht mit mosfet
ist aber relativ aufwendig diesen zu beschalten

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Übrigens: Die üblichen DCF77-Uhren ziehen ähnlich wenig Strom, wie der 
Tiny13 im Power-down Mode.

Mit einer einzigen AA Alkali-Mangan-Zelle ist eine meiner Funkuhren 9,5 
Jahre gelaufen...

Autor: A. K. (prx)
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@Ti: Es geht auch bipolar. Aber auf die von ihm skizzierte Art geht es 
weder bipolar noch mit MOSFET. Und die andere Variante vorzuschlagen 
ist, wie schon ausführlich dargelegt wurde, sinnlos.

Autor: Michael (Gast)
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Christian L. wrote:
>Liest du die Antworten auf deine Frage überhaupt? Du hast mehrmals
>gesagt bekommen, dass das so nicht funktionieren kann und es wurden dir
>sogar Lösungen genannt.


meine antwort macht irgendwie keinen sinn mehr wenn soetwas im 
nachhinein wieder gelöscht wird



Ti wrote
>doch geht mit mosfet
>ist aber relativ aufwendig diesen zu beschalten

wie müßte denn soetwas dan aussehen?

Autor: Michael (Gast)
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ok, danke nochmal für eure ausführungen.

Power Down ist angesagt

Autor: Ti (Gast)
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es war teil einer bachelor arbeit meiner vorgängergruppe
da müsst ich erstmal nachsehen wie die das gemacht hatten
M

Autor: Ti (Gast)
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ach und nochwas
die strecke colector emmiter belastet im ausgeschalteten zustand immer 
noch
die Spannungsquelle deshalb geht nur mosfet

Autor: Bernd (Gast)
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Hmm...
Mal versucht ein Relay zu verbauen?

Ich denke mir das gerade so:
VCC -> Schalter -> Relay Steuerstrom -> GND
VCC -> Relay Schalter -> MC
MC:Portpin -> Diode -> Relay Steuerstrom -> GND
MC -> GND ;)

Sobald der MC saft bekommt zieht er den Portpin hoch und versorgt so den 
Steuereingang des Relays mit Spannung.
Der User lässt irgendwann den Schalter los, der MC ist fertig mit seiner 
Arbeit und zieht den Portpin wieder runter und schaltet somit aus, die 
Schaltung ist wieder vollständig stromlos.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Das Ding schreibt sich Relais.

Autor: Bernd (Gast)
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Ja, is ja gut.
Aber anstatt auf Rechtschreibung rum zu hacken solltest du vielleicht 
auf den Inhalt eingehen.

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Super, und für einmal Einschalten mit 10 Sekunden Betrieb lutscht das 
Relais soviel Strom aus der Batterie wie der Power-Down-Modus in einem 
Jahr.

Autor: Ti (Gast)
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jo lol

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Ich behaupte mal, die Selbstentladung der Batterie ist groesser als der 
Strombedarf des uC im power down mode.

Olli

Autor: Olli R. (omr) Benutzerseite
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Uhu Uhuhu wrote:
> Das Ding schreibt sich Relais.

Ne. Wenn wir uns hier Anglizismen wie Ports und Pins bedienen, dann 
darf's auch Relay heissen.

Olli

Autor: Bernd (Gast)
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@Ernst:
Er sagt ja nicht wie lange der MC laufen soll.
Wenn das Programm innerhalb einer Sekunde gegessen ist und danach 4 
Wochen nicht angefasst wird kann man meinen Ansatz sicherlich bringen, 
der OP fruch ja nach einer Komplettabschaltung.
Wenn natürlich alle 5 Minuten auf den Schalter gedrückt wird ist klar 
das der kleine Elektromagnet jede Sparmaßnahme zunichte macht.

Autor: Gast (Gast)
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>Super, und für einmal Einschalten mit 10 Sekunden Betrieb lutscht das
>Relais soviel Strom aus der Batterie wie der Power-Down-Modus in einem
>Jahr.

Hast Du das nur so geschrieben oder ausgerechnet?

1 µA während ein Jahr sind eine Ladung von

1 µA · 365 · 24 h = 8.76 mAh

Ein Relais mit 50 mA (5 V, 100 Ohm Spulenwiderstand) während 10 s macht

50 mA · 1/6 h = 8.33 mAh

Falls Du es nicht vorher ausgerechnet hast, hast Du wirklich cool 
geraten :-)

>Ich behaupte mal, die Selbstentladung der Batterie ist groesser als der
>Strombedarf des uC im power down mode.

Stimmt. Man kann es ja einfach ausrechnen: Eine AA-Zelle hat ca. 3000 
mAh Kapazität. Nimmt man für den Fall, dass sie nie die Verpackung 
verlässt, eine Haltbarkeitsdauer von 20 Jahren an, entspricht das einem 
Entladestrom von

I = Q/t = 3000 mAh / (20 · 365 · 24 h) = 17 µA

Schließt man an die Batterie also einen Verbraucher an, der 
ununterbrochen 17 µA zieht, wird die Batterie ca. 10 Jahre halten. Der 
Ruhestrom im Power Down Sleepmode beträgt nur ca. 1 µA. Man denke sich 
den Rest selbst.

>ja nach einer Komplettabschaltung

Eine Komplettabschaltung ist völliger Nonsens - siehe oben.

Autor: Chris L. (kingkernel)
Datum:

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@Michael:
Tut mir leid, dass ich meinen Satz oben wieder gelöscht hatte (Direkt 
nach dem erstellen des Beitrags). Während ich diesen Geschrieben hatte, 
kamen noch neue Beiträge hinzu, die diesen Satz überflüssig gemacht 
haben, also habe ich ihn entfernt!

der AVR im Power-Down-Modus ist die Beste Variante die Batterie zu 
schonen. Wie lange soll der AV denn jedesmal laufen und wie oft soll er 
eingeschaltet werden?
Hab sowas vor 2 Jahren mal mit nem CMOS-Monoflop gemacht, der dann die 
Schaltung für ne Minute mit Strom versorgt hat. Der aber wohl auch noch 
einiges an Strom verbraucht haben wird (kam damals nicht so darauf an).

[EDIT] Was hängt sonst noch so an der Schaltung, was Strom braucht, dass 
sollte man auch nicht aus den Augen verlieren!

Autor: M. R. (typea)
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Wie wärs denn damit ?
http://solartechnik.de/osc/catalog/product_info.ph...

Liefert unter einer 60W Glühlampe ca. 5V (Leerlauf) und 1-2mA 
(Kurzschluss).
Das sollte tagsüber in einem hellen Raum gegen die Selbstentladung 
reichen. Wenn's bei dir stockdunkel ist, dann verwende halt eine oder 
mehrere 3V Lithium-Batterien. Warum überhaupt ein Akku, wenn dein 
Dingens 2 Jahre lang nicht angerührt wird?

Autor: Ulli (Gast)
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Hallo Michael,

die Schaltung im Anhang sollte das tun was Du möchtest.
(Ich hoffe das Schaltbild ist selbsterklärend).
Doch wie viele andere schon geschrieben haben, es ist die Frage ob sich 
die Hardware aufzubauen lohnt. Der Sleep-Modus spart ja auch Strom und 
vor allem kann man den µC dann auch wieder wecken.
Das kann (muss aber nicht) ein riesen grosser Vorteil sein !

Gruss

Ulli

Autor: Michael (Gast)
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Hallo und danke nochmal für eure zahlreichen antworten.

am rande
(mir macht es fast angst, dass man einem µC nicht sagen kann, das er 
sich selbst vollständig abschalten soll ---- terminator?!)


nochmal zur schaltung:
meine schaltung soll eine efektschaltung mit leds werden. diese hängen 
alle direkt (vorwiderstand) an den pins des µC. ein kurzes programm 5min 
soll nach bedarf aufgerufen werden können. und die batterien (@Martin 
N/a: habe nirgendwo akkus erwähnt!) sollen 2xAAs und nicht auswechselbar 
sein (eingegossen). als taster wollte ich übrigens ein 
quecksilberschweinchen nehmen. alles zusammen soll in epoxidharz 
eingegossen werden.

ich wollt mit dieser lösung nicht nur strom sondern auch speicherplatz 
und programieraufwand einsparen.

grüße

michael

Autor: Gasst (Gast)
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>(mir macht es fast angst, dass man einem µC nicht sagen kann, das er
>sich selbst vollständig abschalten soll ---- terminator?!)

Du hast es leider immer noch nicht begriffen: man kann!
Mir macht es eher Angst, dass Du nicht weißt, was Du tust.

Autor: Jens (Gast)
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Ich habe schon ein paar mal vor der Aufgabe gestanden, dass der MC sich 
selbst abschaltet. Da ich ich den Aufwand gering halten wollte, habe ich 
einfach in die Vcc-Leitung ein Reedrelais und einen zusätzlichen Taster 
gesetzt. Mit dem Taster wird das Relais überbrückt, der MC bekommt 
Spannung und setzt einen Port, welchen das Relais anziehen läßt. Ist der 
MC fertig, setzt er den Port zurück und nimmt sich damit den Saft. Ist 
eine simple Lösung, allerdings erhöht sich die Stromaufnahme um ca. 5mA. 
Da die Schaltung aber 50mA oder mehr zieht, ist es m. E. 
vernachlässigbar. Natürlich ist der Weg mit Enable-Eingang am 
Schaltregler auch nicht schlecht.

PS: Quecksilber ist nicht mehr zulässig... RoHS

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Olli R. wrote:
> Uhu Uhuhu wrote:
>> Das Ding schreibt sich Relais.
>
> Ne. Wenn wir uns hier Anglizismen wie Ports und Pins bedienen, dann
> darf's auch Relay heissen.
>
> Olli

Darfst du gerne verwenden - im englischsprachigen Forum 
http://embdev.net/

Autor: A. W. (wiwil)
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Also, damit Michael auch eine Lösung in seinem Sinne bekommt:

Beitrag "Selbstabschaltung bei Batteriebetrieb"

Funkrioniert einwandfrei und hat bei mir den Hintergrund, dass ich 
sämtliche anderen Verbraucher innerhalb der Schaltung halt auch 
abschalte.

Gruß
Andreas

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Michael wrote:

> meine schaltung soll eine efektschaltung mit leds werden. diese hängen
> alle direkt (vorwiderstand) an den pins des µC. ein kurzes programm 5min
> soll nach bedarf aufgerufen werden können. und die batterien (@Martin
> N/a: habe nirgendwo akkus erwähnt!) sollen 2xAAs und nicht auswechselbar
> sein (eingegossen). als taster wollte ich übrigens ein
> quecksilberschweinchen nehmen. alles zusammen soll in epoxidharz
> eingegossen werden.

Mach das nicht, das Teil ist Giftmüll, wenn die Batterien leer sind.

Autor: Toll! (Gast)
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> Wie wärs denn damit ?
> http://solartechnik.de/osc/catalog/product_info.ph...
> Liefert unter einer 60W Glühlampe ca. 5V (Leerlauf) und 1-2mA(Kurzschluss)
Dass nenn ich mal Wirkungsgrad!

5V * 2mA / 2 =0.005W /60W =0.008%

Autor: Michael (Gast)
Datum:

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ok das quecksilber lass ich weg und bau mir selber nen neigungsschalter 
mit ner kleinen stahlkugel.


ansonsten schau ich mal ob ich das mit der selbstabschaltung doch noch 
hinbekomm

Autor: Gast (Gast)
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>mir macht es fast angst, dass man einem µC nicht sagen kann, das er
>sich selbst vollständig abschalten soll

Er ist im Power Down praktisch abgeschaltet. In diesem Sleepmodus sind 
sämtliche Module des Controllers außer Betrieb, einschließlich des 
Oszillators. Es gibt also nichts mehr, was noch irgendwas in der Mühle 
taktet - dort herrscht kompletter (100 %) Stillstand. Aktiv ist 
lediglich noch das asynchron arbeitende Modul, das das Aufwachen 
bewerkstelligen kann, und das ist wahrscheinlich ungefähr so viel wie 
eine externe Ausschalt-Schaltung.

>ansonsten schau ich mal ob ich das mit der selbstabschaltung doch noch
>hinbekomm

Dann viel Spaß.

Autor: A. K. (prx)
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Zumal solche Schaltungen im in eingeschalteten Zustand gerne mehr Strom 
wegfressen als sie im abgeschalteten Zustand einsparen.

Aber des Menschen Wille ist eben sein Himmelreich.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
Datum:

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Der Tiny enthält die Schaltung schon, dann muß man sie nicht nochmal 
draußen drankleistern.

Autor: Hans-jürgen Herbert (hjherbert) Benutzerseite
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Warum deine Schaltung nicht funktioniert?

Du nimmst dem Mikroprozessor (über den Transistor) die Masse (GND) weg, 
aber lässt ihm noch die +5V (oder wieviel auch immer). Was machen dann 
die anderen Pins? Die gehen irgendwohin in Richtunng 5V. Auch der 
GND-Pin will in Richtung +5V. Und nimmt (über die untere Schutzdiode) 
den Ausgang auch mit.

Damit schaltet der Transistor wieder ein.

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