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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ATMEGA Stromsparoptionen


Autor: Lokus Pokus (derschatten)
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Ich möchte gerne meinen ATMEGA so stromsparen wie möglich betreiben, da 
die Versorgung mittels Batterien erfolgen soll.
Darum wollte ich mal fragen, welche Möglichkeiten es gibt, den 
Stromverbrauch so gut wie möglich zu reduzieren.

Als AVR habe ich mich für den ATMEGA88V entschieden.

Was für Möglichkeiten hat man nun um Softwareseitig einiges einzusparen?
Mir wurde unter anderem ans Herz gelegt den ADC zu deaktivieren. Muß man 
den wirklich erst deaktivieren? Bringt das was?
Und was wäre noch zu empfehlen?
Den Takt so gering wie möglich zu halten?

Autor: Guter Rat (Gast)
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Den ATmega gibt es auch in einer Pico-Power-Version!.

-Betriebsspannung herabsetzen, (wird ggf. Störanfälliger)

-Schlafen legen soweit möglich*

-alle Peripherie abschalten, soweit möglich*
 dazu gehört auch der Brown-Out (nur beim Sleep!!!!)

-weitere Infos verweigert die Kristallkugel.....

(warum wohl? vielleicht weil Schaltung/weitergehende Beschreibung fehlt)

Autor: Micha H. (mlh) Benutzerseite
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Was hindert Dich daran ins Datenblatt zu schauen, wo all das deutlich 
beschrieben steht?

Autor: Tobias (Gast)
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Zu diesem Thema gabs in der aktuellen Elektor von März/2010 einen 
Artikel.

http://www.elektor.de/jahrgang/2010/marz/jedes-mik...

Gruß Tobias

Autor: Lokus Pokus (derschatten)
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> (warum wohl? vielleicht weil Schaltung/weitergehende Beschreibung fehlt)

Die Schaltung selbst habe ich bereits mit besten Wissen und Gewissen 
aufs notwendigste reduziert (Strombegrenzung, etc..)

Es ging mir jetzt wirklich nur um den AVR.

> Den ATmega gibt es auch in einer Pico-Power-Version!.
Die Pico sind die PU-Varianten oder?

Betriebsspannung mußte ich so anpassen das auch ein LCD Betrieben werden 
kann.
Schlafmodus fällt soweit aus, da permanent die Eingänge abgefragt werden 
müssen.
Brown-Out könnte ich tatsächlich generell abdrehen. So wichtig ist die 
Spannungsüberprüfung in meinem Falle nicht.

> Was hindert Dich daran ins Datenblatt zu schauen, wo all das deutlich
beschrieben steht?

Worauf gezieht peilst du denn da an? Tips zur Stromreduzierung?

Autor: Peter (Gast)
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Manfred W. schrieb:
> Schlafmodus fällt soweit aus, da permanent die Eingänge abgefragt werden
> müssen.

hast du überhaupt mal ins Datenblatt geschaut? Es gibt verschiedene 
Schlafmodis. Auch kann der atmel geweckt werden wenn sich etwas an den 
eingängen tut.

Autor: Lord Ziu (lordziu)
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Manfred W. schrieb:
> Schlafmodus fällt soweit aus, da permanent die Eingänge abgefragt werden
> müssen.

Was heißt denn "permanent" ? Wenn du z.B. jede halbe Sekunde einen 
Eingang abfragst, dann lohnt es sich schon, den µC schlafen zu legen.

Ansonsten lege ich dir auch den Tipp von Tobias nahe: In der aktuellen 
Elektor ist ein Artikel, der dir alle deine Fragen beantwortet. Und da 
steht nicht nur: "A abschalten bringt was", sondern auch gemessen, 
wieviel Strom es spart.

Autor: Micha H. (mlh) Benutzerseite
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Manfred W. schrieb:
>> Was hindert Dich daran ins Datenblatt zu schauen, wo all das deutlich
> beschrieben steht?
>
> Worauf gezieht peilst du denn da an? Tips zur Stromreduzierung?

Ich wiederhole mich. Schau halt einfach mal rein. Es gibt ein ganzes 
Kapitel nur über's Stromsparen.

Autor: Tobias (Gast)
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Eine Möglichkeit ist z.B. das Abschalten von nicht benötigten Baugruppen 
wie z.B. die ADC's. Aber das ist in dem Elektroartikel wirklich alles 
schön aufgelistet und beschrieben.

Autor: Lokus Pokus (derschatten)
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> Wenn du z.B. jede halbe Sekunde einen
>Eingang abfragst, dann lohnt es sich schon, den µC schlafen zu legen.

Wenn das so ist...
Das läuft dann wohl wieder über Interrupts?

> In der aktuellen
> Elektor ist ein Artikel, der dir alle deine Fragen beantwortet.

Sieht interessant aus. Gibt es dieses magazin auch im laden zu kaufen 
oder ist das ein reines Online-Magazin. Sonst schau ich gleich mal 
runter ob das Heft schon zu haben ist.

Autor: Falk Brunner (falk)
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Siehe Sleep Mode

Autor: Tobias (Gast)
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Also das Magazin gibt es auch in Papierform. Ob man das jetzt auch in 
nem Laden kaufe kann kann ich dir nicht sagen. Ich habs im Abo. Aber man 
kann den Artikel auch Online einzeln kaufen denke ich.

Autor: Horst Hahn (horha)
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Hallo

> Schlafmodus fällt soweit aus, da permanent die Eingänge abgefragt werden
> müssen.
Kann man da nicht soetwas wie einen PCF8574 nutzen.
Der kann ja einen Level-Interrupt auslösen, wenn sich was an den 
Eingängen tut.
Der braucht im standby max 10 müA und dafür kann der ATmega tief und 
fest schlafen.

Autor: n.a. (Gast)
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Leg den uC schlafen, setzte nen Timer der deinen uC weckt, frag dann die 
Eingänge auf und schlaf weiter. Alles anderen ist doch unpraktikabel und 
hat nichts mit Strom sparen zu tun...
Man abgesehen, davon ist ein AVR eh nicht sparsam...will ich strom 
sparen nehme ich gleich nen gescheiten uC.

Autor: Guter Rat (Gast)
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@n.a.
Wenn der Atmel schläft ist I << 1µA möglich, ich schaffe es jedenfalls.
Und wenn es wirklich darum geht die letzten nano-Amps rauszukitzteln,
dann SICHER nix mit PIC (brrr.......), Atmel, TI,

dann sehe mich die Datenblätter von micro-electronic-marin an, wenn
es um Stromsparen geht kennt man sich dort naturgemäß aus.
(Stichwort Swatch)

Fragt sich nur ob der Aufwand nötig ist????

Autor: Lokus Pokus (derschatten)
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Sinn macht es nur dann wenn es im einfachen machbaren bereich liegt.
Wenn ich den batterein ein paar Stunden mehr Saft rausholen kann ist das 
schon ein Vorteil.

Ich würde die Schaltung ja auch gerne mit 3V betrieben, das Problem ist 
nur das ich ein LCD drann habe das unter 4V den Geist aufgiebt.
Klar es gibt auch Stromsparendere wie die DOG-Serie, aber die sind kaum 
zu bekommen und 3 mal so teuer.

Das mit dem Schlafmodus ist auch fraglich. Habe jetzt nochmal 
nachgedacht. Die Taster werden am Eingang doch recht oft gedrückt (dafür 
ist die Schaltung eigentlich auch konzepiert) Da kommt es leicht vor das 
in 1 Sekunde der Taster mehr als 10 mal gedrückt wird. Ob da noch der 
Sleep-Modus Sinn macht ist fraglich.

Macht es Sinn wenn ich nur das LCD mit 5V betreibe, und den Rest der 
Schaltung mit 3V? Dann bräuchte ich allerdings wieder eine 
Pegelanpassung an den Steuerleitungen.

Also was macht denn in meinem Falle nun wirklich Sinn?

Autor: Tobias (Gast)
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Manfred W. schrieb:
> Das mit dem Schlafmodus ist auch fraglich. Habe jetzt nochmal
> nachgedacht. Die Taster werden am Eingang doch recht oft gedrückt (dafür
> ist die Schaltung eigentlich auch konzepiert) Da kommt es leicht vor das
> in 1 Sekunde der Taster mehr als 10 mal gedrückt wird. Ob da noch der
> Sleep-Modus Sinn macht ist fraglich.

Mal angenommen du brauchst für das auswerten der Taster 10ms (das ist 
denke ich viel Zeit) und das 10 mal. Dann ist dein yC 100ms aktiv. Die 
restlichen 900ms kann er gemütlich schlafen.

Autor: Flo (Gast)
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Gib doch einfach mal n groben Überblick, eventuell mit Schaltplan, was 
du überhaupt machen willst. Mit dem Gerate ins Blaue ohne weitere 
Angaben bringt das nicht viel.
So Angaben wie "10 mal die Sekunde kann der Taster schon gedrückt 
werden, ist das Schlafenlegen zwischen drin noch sinnvoll?" sind naja 
nichtssagend, was wird sonst noch gemacht, wie schnell ist der Prozessor 
getaktet,...?

Autor: n.a. (Gast)
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@Guter Rat
ja da hast Du recht, aber man muss immer den gesamten uC mit all seiner 
Peripherie betrachten. Was bringt mir ein toller Werbeflyer in dem ein 
hinkender Vergleich ist, wo ein uC keine 800nA braucht.
Von PIC halte ich nicht viel. Ich setze hauptsächlich diverse 430er 
ein... bewährt und sparsam, bestimmt gibt es mittlerweise sparsamere uC, 
aber das Gesamtkonzept passt.

Autor: Lokus Pokus (derschatten)
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Die Schaltung im Anhang.

Das ganze projekt soll in einen Arcade Automaten Stick eingebaut werden.
Also die 6 Tasten sind Feuertasten, die bei Spielen wie ihr euch sicher 
denkt oft hintereinander gedrückt werden.

Wie würdet ihr den nun vorgehen?

Autor: Sönke O. (soenio)
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Was hast du den für ein LCD-Display genau? Bezeichnung?
Man kann Displays auch mit 3V versorgen, Stichwort Ladunspumpe ->ICL7660

Im Datenblatt steht unter Betriebsspannung 5V, aber wenn man am Disply 
eine Negative Kontrastspannung anlegt läuft das Display auch mit 3V.

http://www.sprut.de/electronic/lcd/index.htm#led (Kapitel: 
Stromversorgung)
http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/ICL7660-MAX1044.pdf

Figur 5 im Datenblatt wäre dann die Beschaltung, unter 3,5V 
Betriebsspannung muss dann noch PIN 6 auf GND. Steht aber alles im 
Datenblatt.

Edit: Bei einem Display mit Hintergrundbeleuchtung wirds schon 
schwieriger. Sag mal den genauen Typ...machmal das Bild etwas größer man 
erkennt kaum was.

Wie wird der Controller Programmiert?

Autor: Peter (Gast)
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wenn das Display wirklich eine Hintergrundbeleuchtung hat, dann braucht 
man sich um die Stromaufnahme des Atmels keine sorgen mehr zu machen.

Autor: Lokus Pokus (derschatten)
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Das ganze mittels Negativspannung ist zwar schon, aber ob eine weitere 
Schaltung den Effekt nicht wieder aufhebt?

Hab jetzt leider keine größere Variant von der Schaltung da, aber wenn 
du das Bild speicherst und vergrößerst sind die Bauteile lesbar.

Das Disdplay ist dieses hier: 
http://www.futurlec.com/LED/BLUELCD16x2BL.shtml

Wobei ich mich jetzt nicht unbedingt auf dieses Festlegen muß. Hab es 
nur genommen weil es blaui und gerade greifbar war.
Und hat eine hintergrundbeleuchtung, die aber wahlweise auch 
abgeschalten bzw. dünkler geschalten werden kann mittels MENÜ.

Nachtrag: Habs doch noch gefunden. Im Anhang.

Autor: Lokus Pokus (derschatten)
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jetzt aber

Autor: Sönke O. (soenio)
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Mhmm mit 3V geht die Beleuchtung aber nicht. Was hast du den als 
Batterie gedacht?

Brauchst du eigentlich keine genauere/schnellere Taktquelle wenn du die 
Wii/Pc usw. anschließt? Wie Programmierst du das teil?

Autor: Arc Net (arc)
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Manfred W. schrieb:
> Das ganze mittels Negativspannung ist zwar schon, aber ob eine weitere
> Schaltung den Effekt nicht wieder aufhebt?
>
> Hab jetzt leider keine größere Variant von der Schaltung da, aber wenn
> du das Bild speicherst und vergrößerst sind die Bauteile lesbar.
>
> Das Disdplay ist dieses hier:
> http://www.futurlec.com/LED/BLUELCD16x2BL.shtml
>
> Wobei ich mich jetzt nicht unbedingt auf dieses Festlegen muß. Hab es
> nur genommen weil es blaui und gerade greifbar war.
> Und hat eine hintergrundbeleuchtung, die aber wahlweise auch
> abgeschalten bzw. dünkler geschalten werden kann mittels MENÜ.
>
> Nachtrag: Habs doch noch gefunden. Im Anhang.

http://www.newhavendisplay.com/specs/NHD-C0216CZ-N...
http://www.newhavendisplay.com/specs/NHD-C0216CiZ-...
Beide 16x2, laufen mit 2.7V ~300uA, erzeugen die Kontrastspannung 
intern, lassen sich über SPI bzw. I2C ansteuern und haben eine 
Hintergrundbeleuchtung, . Gibt's bei Mouser und Digikey Preis ~8€.

Autor: Lokus Pokus (derschatten)
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Sönke O. schrieb:
> Mhmm mit 3V geht die Beleuchtung aber nicht. Was hast du den als
> Batterie gedacht?
>
> Brauchst du eigentlich keine genauere/schnellere Taktquelle wenn du die
> Wii/Pc usw. anschließt? Wie Programmierst du das teil?

3xAA Akkus mit 1,2V.
Ich hab das gestern mal versucht. Die sind einfach zu schwach für das 
LCD. Die Anzeige schwimmt richtig nach wenn sich die Zeichen ändern.

Taktquelle? Wieso? Also der AVR läuft momentan mit 4MHz. Wobei ich den 
auf 1MHz runtertakten werde. Das reicht völlig aus.

Wird mit dem myAVR programmiert.

> Beide 16x2, laufen mit 2.7V ~300uA, erzeugen die Kontrastspannung
> intern, lassen sich über SPI bzw. I2C ansteuern und haben eine
> Hintergrundbeleuchtung, . Gibt's bei Mouser und Digikey Preis ~8€.

Das sieht mir sehr exotisch aus. Dürfte ein serielles Display sein.

Autor: Lord Ziu (lordziu)
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Trotzdem wissen wir immer noch nicht, was du damit vor hast.

Wenn du ein Spiel programmieren willst, dann hat der µC ja noch andere 
Sachen zwischen den Tastendrücken zu tun ... Display aktualisieren, 
Berechnungen usw. Da muss man halt wissen, was zu tun ist und wie lange 
es dauern wird, um abzuschätzen, ob sie die Sleep Mode Geschichte 
überhaupt lohnt.



PS: Das Elektorheft gibts im gut sortieren Zeitschriftenladen 
(allerdings find ich es für >7€ ganz schön teuer)

Autor: Flo (Gast)
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Das Display allein verbraucht ca 2 -4 mA, das ist schon nicht wenig.
Ich denke grad über ein anderes Display lässt sich der Stromverbrauch am 
effektivsten senken.

Vielleicht passen für dich auch die DOGM-Serien? die können im 
Spannungsbereich 3,6 - 2,7 Volt betrieben werden.
Würde mir vor allem für ein sparsames Gerät ein reflektives Display 
holen, da die LED-Beleuchtung sowieso den Rahmen sprengt ;-)

Autor: Lokus Pokus (derschatten)
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Hier mal ein Video dazu: Youtube-Video "Arcade AVR mit LCD-Display"
Da sieht man schön was das Ding eigentlich tut.

DOGM-Serien, ja das wäre eine alternative. Beleuchtung sollte schon 
sein.

Autor: Der Oschi (Gast)
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Bei der Beleuchtung kann man auch sparen. Ich lass meine 2x16 jeweils 
mit 10mA oder weniger aufm Backlight laufen.

Autor: Sönke O. (soenio)
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Coole Idee erstmal, und läuft ja auch schon richtig gut...nun ja ich 
würde aufjedenfall mal an der Beleuchtung sparen. Soll das ganze dann in 
ein Gehäuse? Soll es "Mobil" sein also in einem Handlichen Gehäuse oder 
kann es ruhig größer werden. Würde dann weiter machen und mal größere 
Akkus einbauen. Würde erst ganz zum Schluss mit dem µC anfangen. Bei 
1Mhz und einer 3V Betriebsspannung verbraucht der auch im Aktive Mode 
nicht mehr viel Strom (in Relation zu den LED usw.)

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