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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Atmega8 an zwei Knopfzellen betreiben (6V)


Autor: Karl-alfred Römer (karl-alfred_roemer)
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Hallo nachmal,

ich habe eine Schaltung aus Mega8 und PIR 13 Bewegungsmelder.
Der Bewegungsmelder braucht 5-24V.
Der Mega8 4,5-5,5V.

Das Ganze soll an Batterien betrieben werden. Ideal wäre
also eine 5-5,5-Batterie. Die gibts aber nicht zu kaufen.
Fast genauso gut könnte man zwei 3V Knopzellen in Reihe
schalten und mit einem LOW-Drop-Spannungsregler die 5V
machen. Aber meine Schaltung sollte möglichst einfach sein.

Alternativ könnte ich natürlich auch einen Atmega8L nehmen
und ihn mit einer Knopfzelle, also mit 3V betreiben. Diese
Spannung reicht aber nicht für den Bewegungsmelder:(

Könnte man den Mega8 auch ohne Spannungsregler direkt an
zwei Knopfzellen, also 6V betreiben? Das wäre außerhalb
der Spezifikation, würde meine Schaltung aber wesentlich
vereinfachen.

Danke nochmal
und VG
Karl

Autor: A. K. (prx)
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Karl-alfred Römer schrieb:

> Könnte man den Mega8 auch ohne Spannungsregler direkt an
> zwei Knopfzellen, also 6V betreiben?

Versuch es. Ich denke die Chancen stehen nicht schlecht. Verkaufen 
solltest du sowas freilich nicht. Wäre vielleicht sicherer, ihn bei 5V 
zu programmieren und nicht live ins EEPROM zu schreiben.

Alternativ 3V für den AVR in der "L" Version, und Schaltregler aufwärts 
für den Sensor.

Oder wie geplant 6V, aber den AVR mit 3V aus nur einer der Zellen 
versorgen.

Autor: Dussel (Gast)
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Soweit ich weiß, hat der ATMega 6V als "Absolute Maximum Rating". Wenn 
es also genau 6V sind, dürfte er da zumindest noch nicht kaputt gehen. 
(Sonst kannst du ihn reklamieren :-D )

Autor: A. K. (prx)
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Dussel schrieb:

> es also genau 6V sind, dürfte er da zumindest noch nicht kaputt gehen.

Nicht sofort jedenfalls. Auf Dauer ist dies offiziell trotzdem nicht 
zulässig. Ausserdem ist die Funktion nicht gewährleistet, sondern nur 
dass er nicht sofort explodiert.

Autor: Jens G. (jensig)
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oder einfach eine Diode in Reihe für den AT

Autor: Christian H. (netzwanze) Benutzerseite
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Dann häng einfach eine Schottky-Diode als Verpolungsschutz dazwischen.
ca 0,5V weniger und keine Probleme mehr.

Autor: A. K. (prx)
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Jens G. schrieb:

> oder einfach eine Diode in Reihe für den AT

Der wird wahrscheinlich zeitweilig sehr stromparend betrieben, und nun 
such mal die Flusspannung einer 1N4148 (oder BAT42 wegen der 
Schottky-Idee) bei beispielsweise 1µA raus.

Autor: ligthninglord (Gast)
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Den Mega8 kannste auch mit einer Betreiben ( 3V ), die L-Version 
entspricht genau der Anderen, nur das sie hald auf Vcc > 2,7V getestet 
wurde, der M8 dürfte mit hoher warscheinlichkeit funktionieren ( braucht 
bei 3V sogar weniger Strom -> Bat hebt länger ), zur not hald die 
L-Version besorgen oder auf den M88 umsteigen ( ist ja fast identisch, 
Register heißen zT bissle anders, aber sonst kann der alles was der M8 
auch kann und ist Pin-Compaktibel ) Oder aber du haust nen 
LDO-Spannungsregler rein, es gibt mitlerweile richtig gute die nur umd 
die 150mV abzwacken, da kannste deine Batterien mächtig leersaugen. Den 
wie ja schon gesagt heißt das Absolute Maximum nur das er nicht gleich 
ins Nirvana umzieht, das alles zuverlässig funktioniert ist nicht 
gesichert, schon garnicht auf dauer.

Autor: Christian H. (netzwanze) Benutzerseite
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Bewegungsmelder = Stromsparend???

Naja, keine Ahnung. Wenn man diesen aber nicht die ganze Zeit benötigt, 
kann man ihn ja abschalten. Also:

Atmega8L mit 3V-Litiumzelle  betreiben.
Schaltregler mit Enable um die 3V auf 5V anzuheben.
Spannungsteiler um einen 5V-Ausgang des Bewegungsmelders auf 3V zu 
begrenzen.

Autor: A. K. (prx)
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Christian H. schrieb:

> Bewegungsmelder = Stromsparend???

Keine Ahnung ob das geht. Aber wenn nicht, dann wird das auf Dauer 
ziemlich teuer.

Autor: Jens G. (jensig)
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1µA ? Dann eben noch einen extra Last-R dahinter ;-) Paar 10k oder 100k 
vielleicht ist vermutlich immer recht stromsparend.
Aber lt. Diodes hat da eine 1n4148 (sicherlich je nach genauem Typ und 
Hersteller) immer noch 0,4V@10µA, und fällt weiter mit rund 0,1V pro 
Strom-Dekade (also 0,3V@1µA) Sollte also auch bei 1µA die recht 
gefährlichen  6V auf etwas erträglichere Maße drücken können

Autor: ligthninglord (Gast)
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Du musst die Spannung gar nicht erst auf 5V anheben, wenn du dir den 
Schaltpaln vom PIR13 anschaust siehste das der eigentlich mit 3,6V 
läuft. Die 0,6V bekommste mit nem kleinen Stepup leicht hin. Und die 
40µA die das Ding zieht ist ja nicht die Welt, den ausgang würde ich 
aber auf jedenfall an nen INT am M8 hängen dann kannste den Schlafen 
legen, da braucht der M8 auch nur um die 3µA, das sind dann so um die 
50µA ( je nach dem wie du den Stepup hinbekommst oder ob du doch ne 3,6V 
Batterie nimmst ) das ist so gut wie nix.

Autor: Oliver _. (verleihnix)
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Moin Karl-alfred,

so ein Zufall, habe auch so eine ähnliche Schaltung erstellt, aber mit 
einem PIR von Panasonic. Der braucht ca 170µA, dafür kommt er ab 3V 
klar.
Meine Anwendung siehe Anhang.

Somit brauchst Du nur eine 3V Zelle, je nach Kapazität hält die auch 
etwas länger durch.

mfg

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>wenn du dir den Schaltpaln vom PIR13 anschaust siehste das der eigentlich >mit 
3,6V läuft.

Richtig. Und der eingesetzte OV (TLC27L4) läuft bis 3V. Die Angabe Umin 
von 5V für die Baugruppe ist auch nicht sehr korrekt. Der HT-7136 (3,6V 
Low Drop Regler) hat bei 1mA eine Dropspannung von 60mV. Bei höheren 
Strom natürlich etwas mehr. Der PIR13 sollte problemlos mit 3 Zellen 
laufen.

MfG Spess

Autor: Karl-alfred Römer (karl-alfred_roemer)
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Ui, das sind ja eine Menge ganz unterschiedlicher Vorschläge dabei.
Am besten gefällt mir noch der Vorschlag mit den zwei 3V-Zellen,
bei der der Mega8 nur 3V und der Bewegungsmelder die volle Spannung
abbekommt. 2x CR2032 müssten bei Nutzung des IDLE-Modus*1 schon
ein paar Hundert Stunden reichen.
Die extremeren Stromstarmodi will ich lieber nicht verwenden,
weil die vom Timer1 nicht geweckt werden können. Und der gibt
ja so schöne volle Sekunden:)))

Eine nochmalige Verbesserung
würde der MEGA88 bringen, wie ligthninglord geschrieben hat.
Der soll im Idle bei 3V ja mit 150µA bei 3V auskommen. Das
wären dann über 1000 Stunden Laufzeit bei CR2032.

Was passiert eigentlich, wenn der Bewegungsmelder 6V auf
den INT0 des mit 3V vetriebenen Mega8/88 gibt? Grillt dann
der Eingang durch?

Autor: A. K. (prx)
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Karl-alfred Römer schrieb:

> Die extremeren Stromstarmodi will ich lieber nicht verwenden,
> weil die vom Timer1 nicht geweckt werden können. Und der gibt
> ja so schöne volle Sekunden:)))

Der asynchrone mit 32KHz liefert auch volle Sekunden, aus dem Power-Save 
Modus heraus. Und wenn die Sekunden nicht exakt sein müssen, dann tut es 
auch der Watchdog als Wakeup-Timer.

> Was passiert eigentlich, wenn der Bewegungsmelder 6V auf
> den INT0 des mit 3V vetriebenen Mega8/88 gibt? Grillt dann
> der Eingang durch?

Wenn genug Strom dahinter: Entweder dies, oder der AVR schliesst via 
Latchup kurz, oder die untere Zelle explodiert, weil sie über die 
Schutzdiode des AVR Strom reinkriegt.

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>Was passiert eigentlich, wenn der Bewegungsmelder 6V auf
>den INT0 des mit 3V vetriebenen Mega8/88 gibt? Grillt dann
>der Eingang durch?

Hast du dir eigentlich mal den Schaltplan angesehen. Der Pir13 hat einen 
Open-Kollektor-Ausgang.

MfG Spess

Autor: Karl-alfred Römer (karl-alfred_roemer)
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> Der asynchrone mit 32KHz liefert auch volle Sekunden, aus dem Power-Save
> Modus heraus. Und wenn die Sekunden nicht exakt sein müssen, dann tut es
> auch der Watchdog als Wakeup-Timer.

Dann müsste ich aber einen Uhrenquarz anschließen mit dessen
Peripherie. Wahrscheinlich drei vier Kondensatoren und Widerstände.
Hast du eine Empfehlung für einen guten Uhrenquarz? Am besten
schon Temperaturstabilisiert und mit möglichst wenig Schaltgedöhns
drum herum.

An den Watchdog habe ich auch schon gedacht. Habe irgendwo
gelesen, dass man den auch als Taktquelle verwenden könnte,
mit herrlich niedrigen Stromverbräuchen. Habe schon gesucht,
wie man das macht, aber leider nichts Verwertbares gefunden.

>> Was passiert eigentlich, wenn der Bewegungsmelder 6V auf
>> den INT0 des mit 3V vetriebenen Mega8/88 gibt? Grillt dann
>> der Eingang durch?

> Wenn genug Strom dahinter: Entweder dies, oder der AVR schliesst via
> Latchup kurz, oder die untere Zelle explodiert, weil sie über die
> Schutzdiode des AVR Strom reinkriegt.

Das wäre natürlich nicht so gut. Und so ein Spannungsteiler wäre ja
auch kein so großer Aufwand. Einfach zwei Widerstände, sagen wir
100 KOhm in Reihe und dann in der Mitte abgreifen. Dann müssten
die Mega8-internen Pullup-Widerstände auf jeden Fall abgeschaltet
werden, weil der sonst die hochohmige (Strom sparen)Spannungs-
teilerschaltung negativ beeinflussen könnte.

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>Das wäre natürlich nicht so gut. Und so ein Spannungsteiler wäre ja
>auch kein so großer Aufwand. Einfach zwei Widerstände, sagen wir
>100 KOhm in Reihe und dann in der Mitte abgreifen. Dann müssten
>die Mega8-internen Pullup-Widerstände auf jeden Fall abgeschaltet
>werden, weil der sonst die hochohmige (Strom sparen)Spannungs-
>teilerschaltung negativ beeinflussen könnte.

Immer noch nicht mitbekommen, das dein PIR13 keine Spannung ausgibt?

MfG Spess

Autor: A. K. (prx)
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Karl-alfred Römer schrieb:

> Dann müsste ich aber einen Uhrenquarz anschließen mit dessen
> Peripherie. Wahrscheinlich drei vier Kondensatoren und Widerstände.

Je nach Quarz und erwarteter Genauigkeit nur den Quarz, sonst nix. Ggf. 
2 kleine Kerkos wenn Quarz nicht zu den Pinkapazitäten passt.

Controller läuft dann auf internem RC, ggf. kalibiriert über den 
Uhrenquarzosz (siehe AN).

> An den Watchdog habe ich auch schon gedacht. Habe irgendwo
> gelesen, dass man den auch als Taktquelle verwenden könnte,
> mit herrlich niedrigen Stromverbräuchen. Habe schon gesucht,
> wie man das macht, aber leider nichts Verwertbares gefunden.

Nicht Mega8, aber Mega88. Siehe Datasheet. Der 128KHz Osz. Ist ziemlich 
ungenau. Interner RC Osz mit Prescaler ist aber ebenso möglich und der 
Prescaler ist anders als die Taktquellenauswahl dynamisch schaltbar.

Der Extremfall ist der 128KHz Osz mit Prescaler 256 = 500Hz ;-).

Alternativ kann sich der Controller vom Watchdog-Interrupt regelmässig 
aufwecken lassen.

> Das wäre natürlich nicht so gut. Und so ein Spannungsteiler wäre ja
> auch kein so großer Aufwand.

Wenn das wie geschildert ein O.C. Pin ist, dann hat sich das ohnehin 
schon erledigt.

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