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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Datenlogger muss 1 Jahr mit Batteriestrom durchhalten


Autor: smed_de (Gast)
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Hallo,
ein Datenlogger auf PIC Basis soll ein Jahr aus Batteriestrom
2 Temperatur- und 2 Luftfeuchtesensoren 1 Jahr auf eine SD Karte loggen.

Was muss ich beachten um Strom zu sparen? Auf Folgendes bin ich schon 
selbst gekommen:

- WDT & sleep der den PIC18FxxKxx in den in den nanoWatt Schlaf schickt

- Versorgungsspannung von Sensoren und SD Karte in den schlafpausen 
ebenfalls abschalten

- Schaltregler statt 7805

Das Ganze muss (sicher) 1 Jahr durchhalten. Was muss man fuer 
Selbstentladung der Batterie einkalkulieren. Die Schaltung laeuft in 
eimem unbeheiztem Raum.

Autor: Gast (Gast)
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>>>Die Schaltung laeuft in
>>>eimem unbeheiztem Raum.

In der Sahara oder in der Arktis?
Wie oft muss die Messung gemacht werden?

Autor: kurz (Gast)
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>- Schaltregler statt 7805

???

Hängt davon ab:
- welche Spannung zur Verfügung steht
- welcher Stromverbrauch zu kalkulieren ist
- welche Batterie zur Verfügung steht
- wie lange ein und wie lange ausgeschalten ist

Evtl. Akku verwenden und über Solarmodul nachladen, dann läufts auch 
länger.

Informationen wären nicht schlecht.

Autor: KelleRassel (Gast)
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Der Schaltregler sollte auch nur uA brauchen. Die Batterie allenfalls 
eine Lithium Vanadiumpentoxyd, die 2% Selbstentladung pro Jahr hat. Den 
RTC Extern nehmen. Eine DS1302 zieht noch 200nA @2V. Den RTC zum Wecken 
verwenden.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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- Schaltregler statt 7805

Nö. µPower-LDO-Linearregler mit Power-Down nehmen. Bei 3 Akkus ist der 
Wirkungsgrad über 70% und steigt bei abnehmender Batteriespannung. Den 
Controller ohne Regler betreiben, da dieser immer Strom benötigt. Und 
natürlich Batterien/Akkus nehmen, die sich nicht innerhalb eines Jahres 
entladen.

Autor: smed_de (Gast)
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Weder noch, Winter bis 2C, Sommer um 20C, gemessen wird im 15 Minuten 
Intervall.

Autor: Gast (Gast)
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>Was muss man fuer Selbstentladung der Batterie einkalkulieren.

Kannst Du doch ausrechnen. Eine Alkaline-Zelle "AA" hat ca. 3000 mAh und 
darf als ca. 10 Jahre haltbar angenommen werden

==> I = 3000 mAh / 10 Jahre = 3000 mAh/(10 · 365 · 24 h) = 0.034 mA = 34 
µA

Ist natürlich kein hochgenauer Wert, aber er ist auch nicht grob falsch.

Autor: ... (Gast)
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Einen Schaltregler würde ich nicht nehmen. Die An-Phasen sind ja so wie 
du schreibst eher kurz. Da ist ein Linearregler mit sehr niedrigem 
Stromverbrauch sinnvoller. Ich hab vor kurzem eine Fernbedienung mit 
einem RFM12 Modul gebaut und da einen PIC24 und einen MAX882 eingesetzt. 
Wenn man keinen Knopf drückt, ist alles abgeschaltet und der Controller 
im sleep mode. Die ganze Schaltung hat da einen Verbrauch von 14uA. Die 
R6 Batterien würden bei dem Strom mehr als 10 Jahre halten, wenn sie 
sich nicht selbst entladen.

Autor: KelleRassel (Gast)
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Ich wuerd einen Schaltregler nehmen um die Batteriespannung besser 
ausnutzen zu koennen. Ein TPS62056 zieht 12uA fuer 3.3V, ein
TPS62202 zieht auch 12uA fuer 1.8V.

Autor: oszi40 (Gast)
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Die Selbstentladung der Battierie dürfte die größte Unbekannte sein. Da 
sie erst hinterher genau meßbar ist. Evtl. hilft ein Datenblatt im 
konkreten Fall etwas weiter. Panasonic? Fotobatterien ?

Autor: H.j.Seifert (Gast)
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das ganze gleich auf 3V oder 3,3V auslegen, LDO mit möglichst geringem 
Ruhestrom (TI, irgendein TPS????), externe RTC, die das ganze 
regelmässig aufweckt. Das ganze an einer Lithium-AA.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Ich würds als Einchiplösung machen mitm ATmega2561V.

- SD-Karte braucht der nich, einfach im internen Flash speichern (15min 
Wandlerrate ergibt 140kB).

- Spannungregler braucht der nich, läuft direkt an 1,8..5,5V

- RTC braucht der nich, zieht im Power-Save (32kHz Quarz an T2) nur 
2,5µA.

Und fertisch ist die Kiste.


Peter

Autor: Frank Bär (f-baer)
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Auf hochohmige Widerstände achten, wenn möglich.
Schaltregler verwenden, ein LDO ist absoluter Unsinn!
Softstart für den Schaltregler, sonst kommt er bei niedrigeren 
Batteriespannungen unter Umständen nicht mehr hoch. Wenn du mindestens 2 
Alkaline-Batterien einplanst, dann schau dir mal den BuckBoost TPS63000 
an, für Lithium den LM2621/2623 in SEPIC-Schaltung (dazu gibts eine AN 
von National).

Autor: Gast (Gast)
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>Ich würds als Einchiplösung machen mitm ATmega2561V.

Full ACK!

Autor: Horst Hahn (horha)
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Hallo,

MicroChip gibt ja Tipps:
PIC® Microcontroller Low Power Tips ‘n Tricks:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/01...
da steht auch was zu den Batterien, hochohmoigen Widerständen etc.

EDIT:
Braucht man nicht ohnehin eine genaue RTC damit die Daten auch einen 
einigermassen genauen Zeitstempel haben.( Von wegen der Einchip Lösung )

Autor: oszi40 (Gast)
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>Einchiplösung machen mitm ATmega2561V
Das ist bestimmt die elegante Lösung!

Frage bleibt ob smed_de auf seiner SD-Karte besteht wegen des Auslesens. 
Dann braucht er mehr Strom und im schlimmsten Fall tauscht ein DAU diese 
SD-Karte gegen einen unbekannten SD-Stromfresser aus "weil er die Daten 
zu Hause am PC auswerten möchte". 8-(

Autor: smed_de (Gast)
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Die SD Karte ist in der Tat zu einfachen zwischenzeitlichen melken des 
Loggers gedacht. Die Messwerte werden aber nicht sofort auf die SD Karte 
geschrieben sondern im PIC-Flash zwischengespeichert. Ist der voll, wird 
die SD Karte aufgeweckt und beschrieben.

Als Sensoren kommen zu Einsatz:

2 x DS18B20
2 x HIH-4000  (braucht 5V)

Für Zeitstempel ist ein DS1302 eingeplant. Statt RTC koenne man auch 
Timer1 im PIC nehmen.

Autor: Gast (Gast)
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>Frage bleibt ob smed_de auf seiner SD-Karte besteht wegen des Auslesens.

Das schließt sich ja nicht aus. Der Controller speichert die Daten 
einfach erstmal in seinem RAM, bevor er sie z. B. jeden Tag um 3 Uhr 
nachts in einem Rutsch auf die SD-Karte schreibt. Dann muss die SD-Karte 
täglich nur für wenige Sekunden eingeschaltet werden und es gibt kein 
Stromproblem. Hat auch den Vorteil, dass keine Daten verloren gehen, 
wenn die Karte für ein paar Stunden entnommen wird. Nur um 3 Uhr muss 
sie wieder drinsein.

Autor: A. K. (prx)
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http://www.siwawi.arubi.uni-kl.de/avr_projects/bf_...

2 Stück SHT11 dranhängen, für Temperatur und Feuchte. Daten holt man 
statt mit SD mit der RS232-Schnittstelle raus. Display gibt's gratis 
dazu.

Autor: kurz (Gast)
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Wer eine SD-Karte wechselt (siehe oben), kann auch eine Batterie 
wechseln.

Hier wird mit ziemlich großen Kanonen auf ganz kleine Spatzen 
geschossen.

Jungs überdenkt eure Specs mal richtig und macht mit der gewonnenen Zeit 
was sinnvolles.

Autor: Ungläubiger (Gast)
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Ist aber noch nicht gesagt, in welchen Abständen gemolken wird.

Autor: kurz (Gast)
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sag ich doch: Specs überdenken

Autor: Arc Net (arc)
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smed_de schrieb:
> Die SD Karte ist in der Tat zu einfachen zwischenzeitlichen melken des
> Loggers gedacht. Die Messwerte werden aber nicht sofort auf die SD Karte
> geschrieben sondern im PIC-Flash zwischengespeichert. Ist der voll, wird
> die SD Karte aufgeweckt und beschrieben.
>
> Als Sensoren kommen zu Einsatz:
>
> 2 x DS18B20
> 2 x HIH-4000  (braucht 5V)

DS18B20 rausschmeißen und durch einfache NTCs ersetzen (günstiger, 
weniger Strom, wenn man's braucht auch genauer), HIH-4000 raus und durch 
die neueren HIH-5030/5031 ersetzen, die mit 2.7 V arbeiten (günstiger, 
5V Versorgung entfällt).

Falls die SD-Karte drinbleiben soll, daran denken diese vollständig von 
der Stromversorgung zu trennen, da die Karten im Standby durchaus einige 
hundert uA ziehen können. Nächstes Problem mit den SD-Karten: Falls 
Lithium-Batterien verwendet werden, darauf achten, dass diese die 
relativ hohen Ströme, die SD-Karten u.U. brauchen, aushält (d.h. die 
Zellspannung nicht zu sehr abfällt).

Schaltregler sind hier Unsinn (wenn Lithium-Zellen verwendet werden).
Der erwähnte TPS hat dabei gerade mal eine Effizienz von < 70 %, ebenso 
der LM. IDD bei 50 uA bzw. 110 uA. LDO liegt bei 75 % (2.7/3.6).

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