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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 0,1F Goldcap => geringere Pufferzeit als 2200µF Elko?!


Autor: M. T. (dau45)
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Guten Abend!

Ich habe einen Funkwecker auf Basis eines Atmega32 entwickelt - um das 
Ganze gegen Stromausfälle zu sichern habe ich an einen Goldcap gedacht.

Erst ist über eine Diode hinter dem Spannungsregler paralell zur 
eigentlichen Schaltung angeschlossen. Ich reagiere per Intrrupt auf eine 
fallende Flanke vor der Diode um die Benutzerdaten ins EEPROM zu 
sichern. Leider funktioniert dies mit dem Goldcap nicht, genauere Daten 
kann ich leider kaum ermitteln... Sicher ist nur, dass es nicht geht - 
die Daten werden nicht in den EEPROM gespeichert.

Wenn ich dden Goldcap durch einen 2200µF Elko ersetze funktioniert ist 
einigermaßen - der geringen Kapazität geschuldet können nicht alle Daten 
gesichert werden aber einige sind es - beim Goldcap mit 0,1F (5,5V) 
nichts.


Ich habe ihn testweise auch schon ~30min aufladen lassen aber all das 
bringt keine Besserung - die Spannung ist praktisch sofort auf unter 3V, 
dann geht sie langsam runter.

Autor: holger (Gast)
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>Wenn ich dden Goldcap durch einen 2200µF Elko ersetze funktioniert ist
>einigermaßen - der geringen Kapazität geschuldet können nicht alle Daten
>gesichert werden aber einige sind es - beim Goldcap mit 0,1F (5,5V)
>nichts.

Schalt doch mal die Hintergrundbeleuchtung von deinem LCD aus.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Innenwiderstand des Goldcaps zu hoch um den Strom liefern zu können.

Poste mal ein Schaltbild deiner Kreation.

Autor: M. T. (dau45)
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Sobald die Interrupt Routine ausgelöst wird, wird das LCD auch 
deaktiviert.

Habe den Versuch gerade aber mal ohne LCD getestet und es war das selbe 
Bild: mit 2200µF Elko geht's besser als mit 0,1F Goldcap...

Autor: M. T. (dau45)
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__
                    |    |     D1
             o------|7805|----->|----o---o-------o
                    |____|           |   |
                      |              |   |
                      |             .-.  -
                      |             | |  ^ D2
                      |             | |  |
                      V D3          '-'  |
                      -              |   |
                      |              '-o-'
                      |                |
                      |                |+
                      |               ===
                      |               /-\
                      |                |
                      |                |
                     ===              ===
                     GND              GND
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)


So habe ich das aus diesem Forum und habe es auch verstanden -- den 
Widerstand habe ich erst mit 100 Ohm dimensioniert, dann aber komplett 
weg gelassen.

Autor: holger (Gast)
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>So habe ich das aus diesem Forum und habe es auch verstanden -- den
>Widerstand habe ich erst mit 100 Ohm dimensioniert, dann aber komplett
>weg gelassen.

Und wie wird dann der Goldcap oder Elko geladen?
Mit den paar nA Rückstrom von D2?

Autor: M. T. (dau45)
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holger schrieb:
> Und wie wird dann der Goldcap oder Elko geladen?
> Mit den paar nA Rückstrom von D2?

Also den Widerstand habe ich natürlich nicht komplett raus gelassen 
sondern durch eine direkte Verbindung ersetzt... wobei mir gerade 
auffällt, dass d2 dann ja obsolet ist.

Die Abblockondensatoren um den Spannungsregler habe ich auch drin, nur 
in der Zecihnung raus gelassen.

Autor: holger (Gast)
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>Poste mal ein Schaltbild deiner Kreation.

Dem kann man nichts mehr hinzufügen. Wer weiss schon
was da noch für Stromfresser in der Schaltung sind.

Autor: Bensch (Gast)
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Welchen Strom soll der GoldCap liefern können- und wieviel kann er?

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Messe doch mal den Strom der Schaltung nach dem Spannungsregler. Und 
zwar in dem Zustand, in dem sich die Schaltung/das Programm nach 
aktivieren des Interrupts befindet.

Autor: M. T. (dau45)
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holger schrieb:
> Wer weiss schon
> was da noch für Stromfresser in der Schaltung sind.

Die gesamte Schaltung genehmigt sich 50mA.

Autor: holger (Gast)
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>Die gesamte Schaltung genehmigt sich 50mA.

Und wer futtert die?

Autor: M. T. (dau45)
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holger schrieb:
> Und wer futtert die?

Ich bin gerade absolut verwirrt und anscheinen heute nicht fähig zu 
denken...

Der Hauptverbraucher ist das GLCD (ansonsten is da nur der ATmega32 und 
ne DCF-Empfängerplatine). Nun habe ich mal gemessen wie der Verbrauch 
nach dem Interrupt ist (sollte viel geringer sein, da das gLCD über 
einen Transistor abgestellt wird) - aber nein: der Verbrauch beträgt nun 
~120mA...

Autor: Mike J. (emjey)
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@ Marvin
Wie viel Strom/Spannung benötigt deine Schaltung und wie lange muss dies 
aufrecht gehalten werden?

Der Goldcap muss erst mal konditioniert werden, also 10 bis 20 mal 
vollständig auf und entladen. Alles schön langsam damit sich diese 
Schichten ausbilden können.

So ein paar µF parallel neben dem GoldCap sind eh immer anzuraten.

Wie viel Strom fließt in der Zeit?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Marvin Thielking (dau45)

>Die gesamte Schaltung genehmigt sich 50mA.

Das können die "normalen" Goldcaps nicht liefern, eher 5mA. D2 ist 
überflüssig und kontraproduktiv.

Siehe auch

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

MFG
Falk

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Marvin Thielking (dau45)

>einen Transistor abgestellt wird) - aber nein: der Verbrauch beträgt nun
>~120mA...

Bissel viel. Wahrscheinlich zieht das LCD über die IO-Pins Strom. Du 
musst VCC zum LCD abschalten und ALLE IOs dahin auf LOW legen.

MFG
Falk

Autor: Andreas (Gast)
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Hi
Ich denk ich kann die Verwirrung auflösen.

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/45...

Hier haben wir ma n Datenblatt von so typischen Goldcaps.
Auf Seite 3 in der "Standard products table" findet man bei dem 0.1F 
Goldcap nen Serienwiderstand von satten 75 Ohm.
Bei ner Stromaufnahme deiner Schaltung von 50mA fallen an dem 
Innenwiderstand sportliche 3,75V ab....

Hier hilft nur eins: nen Kondensator mit weniger Serienwiderstand!

Hoffe ich konnte helfen
MFG
Andreas

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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@Andreas:
Schau mal den Post von  17.02.2010 19:31  und von  17.02.2010 19:45  an.

Autor: M. T. (dau45)
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Falk Brunner schrieb:
> Bissel viel. Wahrscheinlich zieht das LCD über die IO-Pins Strom. Du
> musst VCC zum LCD abschalten und ALLE IOs dahin auf LOW legen.

hmm... ich vermute fast, dass in meiner Transistorschaltung irgendwie 
der Wurm drin ist (wobei ich nicht weiss, was ich da groß falsch gemacht 
haben könnte...).

Wäre evtl. mal jmd so nett und könnte mir eine Schaltung posten, mit der 
ich über einen Portpin VCC vom GLCD schalten kann?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Marvin Thielking (dau45)

>Wäre evtl. mal jmd so nett und könnte mir eine Schaltung posten, mit der
>ich über einen Portpin VCC vom GLCD schalten kann?

Mit einem einfachen P-Kanal MOSFET. Siehe Transistor

MfG
Falk

Autor: A. K. (prx)
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Wie schon aufgeführt alle parasitären Verbraucher eliminieren. Also 
nicht nur deren VCC weg, sondern alle dahin führenden I/O-Pins 
abschalten. Pronto.

Weil das nicht in Nullzeit geht und bis dahin der Goldcap einbricht: 
Kleinen bis mittleren Elko und Goldcap kombinieren. Der Elko mit seinem 
niedrigen Innenwiderstand versorgt die Schaltung bis der 
Stromsparbetrieb erreicht ist.

Autor: A. K. (prx)
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Wenn man sich mit P-FET schwer tut oder nicht die passenden Typen findet 
(z.B. beim Vergeich des Innenwiderstand von BS170 und BS250), dann kann 
man den Verbraucher ebenso gut oben fest aufhängen und GND abschalten. 
Dass man bei ICs/LCD/Sensoren fast immer VCC abschaltet ist eher 
Tradition als Notwendigkeit.

Autor: Gast 2 (Gast)
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Haste schon mal die einfachste Lösung getestet: Den Controller und den 
Goldcap hinter einer Schottky-Diode an Plus und die hungrigeren 
Verbraucher davor?
Wenn der Strom dann ausfällt, sollte dann nur der Controller noch Strom 
aus dem Goldcap ziehen und der Rest hält still. Ich bezweifle, dass man 
wirklich auch noch alle anderen Verbraucher von den Portpins des 
Controllers trennen muss.

               ____             |\ |
+ ------------| 7805 |----------| >|-------
              |      |     |    |/ |      |
              |______|     |              |
                 |         |              |
                 |     hungrig        AVR und Goldcap
                 |         |              |
                 |         |              |
                GND       GND            GND

Autor: A. K. (prx)
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Wie wurde in der Mess-Situation die Spannung abgeschaltet? Direkt vor 
dem Regler, also schlagartig? Das ist ja kein typischer Anwendungsfall, 
denn normalerweise hat man die Elko des Netzteils mit im Boot, zumindest 
bei einem Trafonetzteil.

Und das kann man ausnutzen, indem man für die Stromausfallerkennung 
nicht die Spannung hinter dem Regler misst, sondern über einen 
Spannungsteiler vor dem Regler, idealerweise (Tempo) mit dem Comparator. 
Wenn man die Schwelle hoch genug ansetzt, dann hat mal noch erheblich 
Zeit bis die Spannung hinter dem Regler absäuft.

Starke aber eher strom- als spannungssensible Verbraucher wie 
LCD-Beleuchtungen kann man auch direkt vor den Regler setzen, oder 
zumindest vor die sich hinter dem Regler befindliche Trenndiode. Die 
gehen dann ganz von allein aus und können dem Goldcap nichts anhaben.

Autor: M. T. (dau45)
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Danke nochmals für die Antworten.

Also...@Falk: leider habe ich gerade keinen P-Kanal MOSFET in meinem 
Besitz. Müsste ich besorgen, wenn es die einzige Lösung wäre.

@A.K.: Ich dachte, dass die IO Pins vernünftig auf low gezogen werden 
aber das scheint doch nicht der Fall zu sein... muss der Sache mal 
nachgehen...

Im Moment schalte ich das LCD ab, indem ich über einen ganz normalen NPN 
Transistor GND trenne.


Gast 2 schrieb:
> Haste schon mal die einfachste Lösung getestet: Den Controller und den
> Goldcap hinter einer Schottky-Diode an Plus und die hungrigeren
> Verbraucher davor?
> Wenn der Strom dann ausfällt, sollte dann nur der Controller noch Strom
> aus dem Goldcap ziehen und der Rest hält still. Ich bezweifle, dass man
> wirklich auch noch alle anderen Verbraucher von den Portpins des

Das hatte ich ganz am Anfang mal... da gab es irgendein Problem... bin 
mir nicht mehr sicher was es war aber werde es einfach nochmal so 
testen.

A. K. schrieb:
> Wie wurde in der Mess-Situation die Spannung abgeschaltet? Direkt vor
> dem Regler, also schlagartig? Das ist ja kein typischer Anwendungsfall,
> denn normalerweise hat man die Elko des Netzteils mit im Boot, zumindest
> bei einem Trafonetzteil.

Ich nutze ein ganz einfaches Steckernetzteil - dieses habe ich auf 
primitivste weise aus der Steckdose gezogen ;-)
In dem Netzteil ist sicherlich noch einiges an Pufferelektronik und in 
meiner Schaltung ist z.B. auch noch ein 10µF Elko vor dem 
Spannungsregler.

Autor: A. K. (prx)
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Marvin Thielking schrieb:

> Im Moment schalte ich das LCD ab, indem ich über einen ganz normalen NPN
> Transistor GND trenne.

Die Beleuchtung oder das LCD selbst? Denn wenn GND vom LCD-Controller 
abgetrennt wird, dann sind GND-Pegel an den I/O-Pins natürlich verkehrt.

PS zu oben: Wenn man die LCD-Beleuchtung mit der Spannung vor dem 
Regler versorgt, dann geht die (effektiv gleiche) Wärme überwiegend 
nicht im Regler sondern im entsprechend dimensionierten Widerstand 
drauf, was u.U. zwischen Kühlkörper und keinem Kühlkörper oder 7805 und 
78L05 entscheidet.

Autor: M. T. (dau45)
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A. K. schrieb:
> Die Beleuchtung oder das LCD selbst? Denn wenn GND vom LCD-Controller
> abgetrennt wird, dann sind GND-Pegel an den I/O-Pins natürlich verkehrt.

um ehrlich zu sein: Da habe ich keinen Unterschied gemacht -- VCC/GND 
für Hintergrundbeleuchtung und das eigentliche LCD sind bei mir im 
Moment einfach zusammengelötet... Habe mir da nicht so tiefschürfende 
Gedanken drüber gemacht.

A. K. schrieb:
> PS zu oben: Wenn man die LCD-Beleuchtung mit der Spannung vor dem
> Regler versorgt, dann geht die (effektiv gleiche) Wärme überwiegend
> nicht im Regler sondern im entsprechend dimensionierten Widerstand
> drauf, was u.U. zwischen Kühlkörper und keinem Kühlkörper oder 7805 und
> 78L05 entscheidet.

Aber vom Abgreifen vor dem Rgler spricht doch niemand, oder habe ich das 
falsch verstanden? M.e. ging es nur darum die Spannung für das LCD 
direkt nach dem Spannungswandler abzugreifen, also vor der Diode die das 
zurückfließen des Stroms aus dem Goldcap ins NT verhindert - also an die 
Stelle, wo ich auch meinen Pegel für den interrupt herhole.

Autor: A. K. (prx)
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Marvin Thielking schrieb:

> um ehrlich zu sein: Da habe ich keinen Unterschied gemacht -- VCC/GND
> für Hintergrundbeleuchtung und das eigentliche LCD sind bei mir im
> Moment einfach zusammengelötet...

Mal dir an die I/O-Pins vom Display mal die integrierten Schutzdioden 
rein, dann wird vielleicht klar, weshalb deine Controller-Ausgänge auf 
GND das abgeschaltete Display mit Strom versorgen.

Autor: A. K. (prx)
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Marvin Thielking schrieb:

> Aber vom Abgreifen vor dem Rgler spricht doch niemand, oder habe ich das
> falsch verstanden?

Dieser Tipp hatte nicht direkt mit dem Problem zu tun, sondern bezog 
sich eher allgemein auf die Versorgung von Display-Beleuchtungen (oder 
auch Relais), aber natürlich nur der üblicherweise unabhängig 
verdrahteten Beleuchtung, nicht dem Display selbst. Je nach Display sind 
das 80-400mA, die einem Regler unnötig einheizen können, eine Wärme die 
man in einem Widerstand u.U. einfacher wegheizt als in einem Regler.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Gast 2 schrieb:
> Ich bezweifle, dass man
> wirklich auch noch alle anderen Verbraucher von den Portpins des
> Controllers trennen muss.

Ja, muß man!
Fast alle ICs haben interne Schutzdioden an den IOs gegen VCC.

Außerdem kann es zum parasitären Thyristoreffekt kommen. Manch einer hat 
so schon seinen LCD-Controller zerstört.
In den Datenblättern steht auch recht eindeutig, daß man VCC immer 
zuerst zuschalten und zuletzt abschalten muß, bezogen auf die IO-Pins.

Also zuerst alle Pins zum LCD auf 0 setzen und dann erst die VCC des LCD 
abschalten.


Peter

Autor: A. K. (prx)
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Peter Dannegger schrieb:

> Also zuerst alle Pins zum LCD auf 0 setzen und dann erst die VCC des LCD
> abschalten.

Wenn man wie hier GND statt VCC wegschaltet, dann sollte man die Pins 
natürlich nicht auf 0 setzen, sondern auf 1, oder auf Input mit Pullup.

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