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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Strom in Controller


Autor: Bastler (Gast)
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Hallo!

Ich benutze für eine Auswertung eines resistiven Sensors den ATtiny 24V. 
Je nach Widerstand soll eine rote gelbe oder grüne LED leuchten oder 
auch blinken. Leider habe ich bis jetzt im Datenblatt immer noch keine 
Angabe gefunden wieviel Strom der Controller treiben kann. Quasi ob man 
die LEDs einfach von VCC auf Portpin betreiben kann. Ich habe jetzt Low 
Current LEDS mit 2mA Stromaufnahme in Verwendung und es gibt gar kein 
Problem. Allerdings wäre eine Absicherung schon wünschenswert. Von den 
drei LEDs leuchtet nur eine gleichzeitig. Es dürfte also eigentlich gar 
kein Problem sein.
Eine weitere Frage wäre: Der AD-Wander der den Sensor auswertet. Ich 
kann die Spannung am Sensor messen und müßte jetzt auf meinen Widerstand 
zurückrechnen. Welcher Strom fließt in den Controller. Der 
Spannungsteiler hängt an PA0 (ADC0). Normal ist der Eingangswiderstand 
des Pins wohl so groß dass fast kein Strom einfließen wird vermute ich. 
Sprich der Strom am Vorwiderstand des Spannungsteilers wird fast 
identisch mit dem Strom durch den Sensor sein. Richtig??

Gruß
Thomas

Autor: Christian H. (netzwanze) Benutzerseite
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Bastler schrieb:
> Quasi ob man
> die LEDs einfach von VCC auf Portpin betreiben kann.
Nein, da muß ein Widerstand dazu.

> Leider habe ich bis jetzt im Datenblatt immer noch keine
> Angabe gefunden wieviel Strom der Controller treiben kann.
Doch, die steht drin. Such mal weiter.

> Sprich der Strom am Vorwiderstand des Spannungsteilers wird fast
> identisch mit dem Strom durch den Sensor sein. Richtig??
Ja

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> dass fast kein Strom einfließen wird vermute ich
Das muß man nicht vermuten, das steht im Datenblatt.
In diesem Falle unter DC-Characteristics Seite 175 vom doc8006.pdf
Input Leakage Current I/O Pin (Ilil) max 1µA

Auf der selben Seite steht auch
Absolute Maximum Ratings
DC Current per I/O Pin ..................... 40.0 mA
D.h. du selber mußt dafür sorgen, dass der Strom pro IO-Pin nicht 
größer als 40mA wird.

Ein Tipp: wenn du den uC einsetzen willst, schau dir die anderen 239 
Seiten auch noch an   :-o

Autor: Bastler (Gast)
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Hallo!

Danke für die Informationen. Ja das hätte ich auch selbst finden 
können!"g" 40 mA ist ja ne ganze Menge. Da hätte ich kein Low Current 
LED mit 2mA benutzen müssen.
Warum braucht man eigentlich für den Power-Down Modus 3 V während ich 
bei 1 MHZ mit 2 V auskomme?! Betreibe die Schaltung nämlich mit einer 3V 
Lithium Batterie. Die Taktung auf 1 MHz scheint ja auch schon 
defaultmäßig gegeben zu sein. Dachte immer er läuft auf 8 MHz und habe 
noch über das Register einen 8er Teiler ausgewählt. Habe aber den 
Hinweis bekommen dass durch das Häkchen bei der CKDIV8 ohnehin schon ein 
8er Teiler aktiviert ist. Kann ich also in den Power-Down Modus gehen 
wenn meine Batterie nur noch 2,7 V hat?
Hab mir das jetzt alles angeschaut. Über den Eingangswiderstand am ADC0 
Pin habe ich allerdings nichts gefunden. Mir ging es ja darum ob man den 
Strom der durch den Spannungsteiler geht wirklich nur durch diesen 
läuft. Der Strom in den Controller ist der zu vernachläßigen. Bräuchte 
das um auf meinen Widerstand des Sensors zurückzurechnen!

Gruß
Thomas

Autor: Ulrich P. (uprinz)
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Oh mann. Manchmal habe ich den Eindruck, dass man versucht der erste zu 
sein, der mit einem RTFM antworten will. Vielleicht liegt es aber auch 
daran, dass ATMEL eine vernünftige Strombelastung nur indirekt angibt, 
oder nicht jeder englisch in ausreichender qualität spricht oder was 
auch immer.

Bei hunderten verschiedener Datenblätter und immer wieder abweichenden 
Darstellungemthoden oder Abkürzungen für bestimmte Werte, sollte man 
einem Fragestller schon mal verzeihen, finde ich jedenfalls.

Und dann noch mit den AMRs zu antworten, deren anliegen die Hersteller 
meist ausdrücklich limitiert finde ich mindestens genau so dumpf, wie 
die pauschale Unterstellung von 'haste nicht gelesen'.

Zum Thema:
Bei ATMEL findet man die gesuchten Informationen grundsätzlich in der 
Tabelle der DC-CHARACTERISTICS. Aber wichtig ist hier auch das 
Kleingedruckte. Die Tabelle sagt, dass  bei einer Belastung von 10mA bei 
5V ein Pin die Spannung garantiert auf 0.5V oder weniger ziehen kann. 
Bei 3V sind es noch 0.6V. Das Kleingedruckte sagt dann unter (4) und 
(5), dass obwohl jeder Pin mehr als 10mA ziehen kann, eine 
Gesamtbelastung von allen Ports 60mA nicht überschreiten darf.
Damit macht der Einsatz von LEDs, die bei deutlich weniger als 20mA eine 
ausreichende Helligkeit erzeugen, durchaus Sinn. Bei drei LEDs alter 
Bauart, die 20mA ziehen, würde sonst kein weiterer Portpin mehr 
benutzbar sein.

Es gibt aber noch einen anderen Sinn hinter LowCurrent LEDs in einer 
Schaltung, die analoge Dinge messen soll. So ist die Impulsbelastung für 
die Stromversorgung natürlich geringer beim Schalten kleinerer Lasten 
und man muss die A/D-Wandlung nicht um die Schaltimpulse herum 
programmieren, bzw. man kann schneller eine neue Messung auslösen. Oder 
die geringfügig teureren LEDs erlauben ein viel preiswerteres Netzteil 
oder ermöglichen einen Einsatz von Batterien.

Gruß, Ulrich

Autor: Bastler (Gast)
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Ok aber noch mal zu meiner eigentlichen Frage zurück. Kann ich davon 
ausgehen dass vom Spannungsteiler quasi kein Strom in meinen 
Microcontroller fließt. Habe VCC über eien 1,5 MOhm Widerstand auf ADC0 
gehängt. Von dort geht es über den Sensor weiter auf GND. Ich habe 
ausschließlich eine Kennlinie die den Widerstand über die relative 
Feuchte zeigt. Ich müßte also wissen welche abfallende Spannung welchem 
Widerstand und damit welcher relativen Feuchte entspricht. Darauf werde 
ich aber nur kommen wenn ich den Strom weiss der durch den Sensor 
fließt. Darum stellt sich die Frage ob der Strom durch den Sensor 
annähernd dem Strom durch den 1,5 MOhm Widerstand entspricht. Wäre 
ohnehin verschwindend  gering. Nach meiner Rechnung 1,8 µA.

Gruß
Thomas

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

Du hast einen Spannungsteiler 1,5M /Sensor, die Verbindung hängt am 
AVR-ADC. Der statische Eingangswiderstand des ADC ist so hoch, daß er 
keine merkliche Rolle spielt.
Aber: bei Wandlungsvorgang wird ein Kondensator der S&H-Schaltung 
geladen.
Atmel sagt deshalb, daß die Quelle möglichst einen Innenwiderstand von 
10k oder weniger haben soll, sonst gibt es Meßfehler durch diesen 
Ladestrom.
Tritt also bei Deiner Anoerdnung 100% auf.
Allerdings ändert sich Luftfeuchte nicht sonderlich in den Zeiträumen, 
in denen der AVR wandelt (ms-Bereich).
Also noch einen Kondensator 10...100n vom ADC-Eingang gegen GND.
Der wird in den Pausen zwischen den Wandlungen in Ruhe vom 
Spannungsteiler auf den gültigen Wert geladen/entladen und liefert zum 
Wandeln die Spannung ohne einzubrechen.

Ansonsten kannst Du sowieso nur mit der fertigen Einrichtung 
kalibrieren, sind zu viele Unbekannte drin.

Spannung parallel zum Wandler kannst Du bei 1,5M gegen 5V mit üblichen 
Meßgeräten ohnehin nur mit Rechnerei bestimmen, der Innenwiderstand der 
Spannungsmesser verfälscht da schon zu stark.
Also gleich die ADC-Ergebnisse nehmen, lege eine Hig-End-Wetterstation 
mit Feuchteanzeige für 9,95 Euro daneben, mehr als ein Schätzeisen wird 
es bei Feuchte ohnehin nicht.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Bastler (Gast)
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Hallo!

Das ist ja eine sehr interessante Information. Der Spannungsteiler ist 
so hoch dimensioniert weil am Sensor nur eine max. Gleichspannung von 
0,8 V anliegen darf. Wasser und Gleichspannung würde sonst den Sensor 
zerstören. Darum die Begrenzung auf 0,8 V. Bei 3 V Batteriespannung muss 
ich also dafür sorgen dass minimal 2,2 V am Vorwiderstand abfällt. Laut 
Kennlinie des Sensors hat dieser eine maximale Impedanz von 500 kOhm. 
Daraus ergibt sich für mich dass der Vorwiderstand so groß sein muss. 
Ich bin mir sicher es wird auch noch andere Lösungen geben. Ich brauche 
hald eine einfache schnelle Lösung. Da der Sensor auch nur mit drei LEDs 
anzeigt kann man auch auf eine Eichung verzichten da die Messung ja 
sowieso ungenau ist. Es handelt sich bei meinem Sensor um den SHS-A2 der 
Firma Hygrosens Instruments. Da ich aber nur die Spannung messen kann 
die am Sensor anliegt muss ich über den durch ihn fließenden Strom 
zurückrechnen  welchem Widerstand das entspricht. Aus der Kennlinie kann 
ich dann sagen ok das ist ungefähr 50 Prozent. Es muss also nicht 
besonders schnell gehen weil die Sache sowieso ungenau ist.
Ich kann jetzt auch schwer erklären warum des alles so reicht. Fakt ist 
hald es soll was blinken und es soll sich was tun bei der Schaltung. Ich 
weiss nicht wie ich es anders tun kann.

Gruß aus dem Landkreis München!
Th.

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