Guten Tag, ich möchte für eine RGB-LED Anwendung, die mit einem Attiny25 Farbeffekte produziert einen Lipo (3,7V 1000mAh)als Stützakku einsetzen. Der Lipo soll sich also, wenn das Teil am Netzgerät hängt, aufladen und ansonsten die Schaltung mit Strom versorgen. Dafür hab ich mir die angehängte Schaltung überlegt. Geht das so, oder gibt es irgendwo irgendwelche Probleme? Danke und Grüße Christoph
Wie willst du mit 3.6V (die natürlich NICHT konstant sondern 4.2 nach dem laden und 3V gegen Ende sind), dann auch noch über eine Diode und eine Konstantstromschaltung die weitere 1.5 Volt fressen, eine blaue LED zum Leuchten bringen die -schau ins Datenblatt- so 3.6V dafür benötigt? Ausserdem verhindert deine Schaltung keine Tiefentladung (die LiPoly sofort killt), es sein denn dein eingezeichneter Akku ist einer mit eingebauter Schutzschaltung.
Danke für die schnelle Antwort! Also zwei Probleme: - Ich brauche Lipos mit Schutzschaltung. - Und ich sollte den Attiny vielleicht dazu überreden, den LEDs den Saft abzudrehen und selber schlafen zu gehen, wenn die Spannung zu gering wird, aber dafür hätte ich ja noch Portb.4 frei, was ein ADC-Eingang ist. Ginge also. - und ich brauche eine höhere Spannung. Also einen Stepup-Wandler, so was wie den LT1932, der liefert auch gleich noch einen Konstantstrom, so dass ich mit das Konstantstromgeraffel sparen kann. Aber für die drei Farben bräuchte ich dann wohl drei von der Sorte oder gibts die Dinger auch "mehrkanalig" ? Kostet immerhin 2,60 € bei Reichelt. Gibt es so was ähnliches irgendwo billiger? Grüße Christoph
Guten Abend, Ich hab die Schaltung überarbeitet: - einen Step-up Wandler eingefügt, - eine Verbindung von der Lipo-Spannung zu einem ADC-Eingang des Attiny, der so die Spannung überwachen kann und die LEDs auschalten, wenn die Spannung zu niedrig wird, - und ein paar FETs, die entweder die Lipo-Spannung oder die externe Versorgung zu den LEDs durchschalten. Ich hoffe, das funktioniert so oder habe ich neue Fehler produziert? Danke und Grüße Christoph
Christoph Stein schrieb: > Ich hoffe, das funktioniert so oder habe ich neue Fehler produziert? Hallo Christoph, der Wandler läuft immer mit tötet dadurch den LiPo. Selbst wenn LEDs und Atmega keinen Strom mehr brauchen reichen die Verluste des Wandlers um den LiPo tiefzuentladen. Du müsstest schon den LiPo freischalten wenn die Spannung zu niedrig wird. Wenn Du einen Bootloader verwendest, dann kannst Du den Reset-Pin noch zusätzlich verwenden und trotzdem elegant flashen. Mit dem dann freien Pin könntest Du den Wandler abschalten oder den LiPo trennen. Die ganzen "Dioden" mit BS170 sind vermutlich Bauteilverschwendung, da der BS170 "satte" 1,2 bis 5 Ohm RDSon hat. Selbst bei kleinen Strömen bist Du schnell schlechter dran als mit Schottky-Dioden. Entweder einen guten Logic-MOSFET mit niedrigem RDSon bei niedriger Spannungverwenden oder gleich Dioden. Ich hoffe, Dir ist auch klar, dass LiPos nur eine begrenzte Lebensdauer haben. In der von Dir verwendeten Betriebsart wird der LiPo nicht lange leben. LiPos altern am stärksten wenn sie vollgeladen sind, also knapp über 4,2 V haben. Wenn sie dabei auch noch hohen Temperaturen ausgesetzt sind, dann ist oft schon in weniger als einem Jahr die halbe Kapazität weg - selbst wenn der LiPo nie entladen wurde. Doppelte Kapazität auf 50% aufgeladen (niedrigere Spannung) hält viel länger (aber nach 3-5 Jahren ist der LiPo ohnehin "um" - egal ob benutzt oder nicht). Gruß, Bernd
Bernd O. schrieb: > - eine Verbindung von der Lipo-Spannung zu einem ADC-Eingang des Attiny, > der so die Spannung überwachen kann und die LEDs auschalten, wenn die > Spannung zu niedrig wird, attiny25 kann seine eigene Versorgungsspannung messen. LEDs nie parallel. Die FETs habe ich mir nicht genau angeschaut, aber ich wette du kriegst die nicht durchgeschaltet. Den lipo bekommst du wahrscheinlich nicht aufgeladen. Vcc im Schaltplan oben, Gnd unten. So kann das niemand lesen, der nicht dafür bezahlt wird. Mc34063 ist veraltet. Der attiny25 kann 250kHz bei 8bit PWM. @Bernd Die 4,2V sind schon okay, auch für längere Zeit. Die Theorie mit "stirbt an 4,2V" höre ich seit ein paar Wochen. Woher kommt das? Gab es da etwas in den Nachrichten oders o? Macht bei der Schaltung allerdings auch keinen Unterschied mehr ;)
> Ich hoffe, das funktioniert so Abgesehen von den Punkten die Bernd ansprach: Parallelschalten von LEDs ohne Stromverteilungswiderstände ist schlecht, es kann eine LED die vollen 40mA abbekommen, die andere nichts. Und ich find's zu aufwändig. Deine Schaltung braucht 130mA und soll 6 LEDs (darunter blaue) und 1 Taster bedienen. 2 LEDs Vorschlag: +-|<|-|<|-+ | | +5V --5Ohm1W--+-----+------+--100uH--+ | | | | protectete | +--------+ | 1Ah LiPoly | | Attiny | | z.B.Pollin +--|ADC |---|I BS170 270497 +--------+ | | | | Masse --------+------------+---------+ Quartz, Taster, Abblockkondensatoren wie gehabt, die Transistorschaltung ein mal pro Farbe. Das muss reichen (schon 3 mal BS170 nervt mich). Du schaltest den BS170 im Programm kurz an, wenn die LEDs leuchten sollen. Der Strom in den 100uH steigt, je nach Versorgungsspannung von 3 bis 5V schneller oder weniger schnell. Ist der Strom gross genug, schaltest du den Transistor wieder ab, der Spulenstrom fliesst weiter durch die LEDs und klingt langsam ab. Man muß also höheren Pulsstrom fahren, so 80mA, weil die LEDs im Mittel nur 1/4 davon sehen. Geregelt wird die Helligkeit über die Pulsbreite. Da die Betriebsspannung in den Strom eingeht, misst du mit ADC die Spannung und korrigierst die Pulsweite entsprechend. Es stellt sich von selbst die Spannung ein, die die LEDs brauchen, also bei blau 7.2V und bei rot 4.2V. Der uC läuft mit 3 bis 5V. Liegen 5V an, wird der LiIon Akku mit maximal 0.4C geladen, die Schaltung sieht die Akkuspannung. Ist er voll, klemmt er sich ab (die Spannung steigt auf 5V), sind die 5V nicht da, sieht die Schaltung die Akkuspannung, ist er leer, schaltet er der Schaltung den Strom ab und wartet darauf, wieder geladen zu werden.
Guten Abend, danke für die Antworten. Langsam beginne ich zu verstehen, auch wenn mir manches noch nicht klar ist: 1. LiPo-Fragen @Schaltungsvorschlag von MaWin: Wenn ich einen LiPo mit Schutzschaltung nehme, dann brauche ich also keine extra Ladeschaltung? So verstehe ich jedenfalls den Schaltungsvorschlag von MaWin. Und ich brauche mir auch keine Gedanken über Tiefentladung zu machen? Einfach LiPo in die Schaltung einbauen und 5V Spannungsversorgung über 'nen kleinen Vorwiderstand bei Bedarf zuführen und gut is'? Dann kann ich mir tatsächlich das ganze Geraffel mit den FETs und Dioden (in der ersten Schaltungsvariante) sparen, die sollten eigentlich nur Netzbetrieb und LiPobetrieb voneinander trennen, ist aber gar nicht nötig? Auch die in meiner Schaltung nur durch einem Kasten angedeutete Ladeschaltung mit LTC4054 wäre dann überflüssig. Ich hatte das bisher so verstanden, dass eine solche Ladeschaltung IMMER sein muss, da mehr als 4,2V den LiPo killen. Das gilt also nur für LiPos ohne Schutzschaltung. Wieder was gelernt. @Bernd O.:"der Wandler läuft immer mit tötet dadurch den LiPo" gilt also nur bei LiPos ohne eingebaute Schutzschaltung? 2. "LED nicht parallel" @MaWin: "Parallelschalten von LEDs ohne Stromverteilungswiderstände ist schlecht, es kann eine LED die vollen 40mA abbekommen, die andere nichts." Danke, wusste ich noch nicht. Parallelschaltung hatte ich gewählt, um mit 5V auszukommen. Deshalb auch der Step-up Wandler. @avion23: "Mc34063 ist veraltet" Das ist mir klar. Dafür kostet er auch nur 25ct, aktuelle Modelle dagegen von 2€50 aufwärts. Wenn ich also bei meiner bisherigen Lösung bleiben sollte, bräuchte ich also bei 5V Betriebsspannung pro LED eine KSQ. Oder ginge auch eine KSQ für je zwei LED, nur mit kleinem Vorwiderstand (so 5 bis 10 Ohm)vor jeder LED? Denn 3. An MaWins Schaltung ist mir einiges unklar: Was ich verstehe: Die Paarung 2 LEDs seriell mit 100mH parallel produziert sich, wenn sie vom attiny über den BS170 geschickt gepulst wird genau die Spannung, die die LEDs brauchen, aus 5V aber auch schon aus 3V. Diese Spannung baut sich also nur zwischen der Spule und dem LED-Pärchen auf, ohne die Spannung der Versorgungsleitung zu beeinflussen? Denn es wäre äußerst ungeschickt, wenn plötzlich auf der Versorgung Spannungsspitzen auftauchen, die evt. den attiny killen. Bekomme ich da nicht in jedem Fall eine riesen Sauerei auf der Versorgungsleitung, weil jedes Pärchen sowas wie einen Schwingkreis bildet? Müsste ich nicht die "Paarungen" irgendwie entkoppeln oder reicht da der übliche 100n beim Attiny und die anderen Beteiligten kümmert das nicht? Die Pulsbreite und damit die Helligkeit der LEDs müsste ich dann wohl empirisch ermitteln, oder kann man da irgendwas berechnen? Gibt es da wenigstens einen einigermaßen linearen Zusammenhang zwischen Versorgungsspannung und Pulsbreite? Also irgendwas in der Art: 10% weniger Spannung und 10% mehr Pulsbreite ergibt in etwa die gleiche Helligkeit? @avion23:"attiny25 kann seine eigene Versorgungsspannung messen." Sollte er garnicht, er sollte die LiPo-Spannung vor dem Step-up messen @Bernd O.: "Entweder einen guten Logic-MOSFET mit niedrigem RDSon bei niedriger Spannung verwenden ..." guten Logic-MOSFET: Ein Name wäre nicht schlecht (oder auch zwei) Grüße Christoph
> dann brauche ich also keine extra Ladeschaltung? Die Ladeschaltung besteht aus einer strombegrenzten Spannungsversorgung. Die KONTROLLE übernimmt die Schutzschaltung, die schaltet bei 4.2V ab (und meist so bei 4.05V wieder ein). > Und ich brauche mir auch keine Gedanken über Tiefentladung zu machen? Nein, auch das kontrolliert die Schutzschaltung, meist so bei 2.8V, dein uC kann also bei 3V über zu niedrigen Akkustand zu jammern anfangen. > Diese Spannung baut sich also nur zwischen der Spule und dem LED-Pärchen > auf, ohne die Spannung der Versorgungsleitung zu beeinflussen? Natürlich, die hat ja nur 1 Verbindung mit der Schaltung (wenn der Transistor abgeschaltet ist), wie soll sie die da beeinflussen ? Sicher wird die Versorgungsspannung mit pulsförmigem Strom belastet, und noch stärker beim schlagartigen Abschalten dieses Stromverbrauchers. Aber für 80mA sollte sie ausreichend gepuffert sein mit kleinen 100nF Kerkos. Du würdest da auch eine 80mA LED schlartig ausschalten und dir keine Gedanken um den Effekt auf die Versorgungsspannung machen. Und diese LED hätte, im Gegensatz zur Spule, auch noch beim Einschalten diesen Effelt. > Die Pulsbreite und damit die Helligkeit der LEDs müsste ich dann wohl > empirisch ermitteln, oder kann man da irgendwas berechnen? Gibt es da > wenigstens einen einigermaßen linearen Zusammenhang zwischen > Versorgungsspannung und Pulsbreite Natürlich gibt es den mathematischen Zusammenhang der Induktivität gepaart mit dem Serienwiderstand, der ist aber eine e-Kurve. AUch gibt es den Zusammenhang, daß sich die Spule in die 7.2V blauen LEDs schneller entlädt als in die 4.2V roten LEDs, schliesslich brauchen die blauen mehr Energie. hier fliesst die LED-Kennlinie ein, also auch was gebogenes. Da kann es einfacher sein, es, statt auszurechnend, empirisch zu ermitteln. > guten Logic-MOSFET: Ein Name wäre nicht schlecht IRF7301 wird gern genommen, 2 zum Preis von einem, auch bei 2.7V noch eingeschaltet (7501, 7331).
Ja Lipos gehen schneller kaputt wenn sie immer auf 100% geladen sind. Zum Vergleich ein immer vollgespanntes Gummiband wird irdendwann schlapp. Einige neue Notebooks haben einen einschaltbaren Akkuschutzmode an da wird der Akku nur noch auf 80% geladen. Gute neue Modellbauladegeräte haben einen "Store" Modus da wir der Akku auf 60% ge- oder entladen zur Lagerung. Neue Lipozellen werden mit ca 60% Ladung geliefert. Es ist scheinbar doch etwas wahres daran. Kaputt gehen sie alle die geschonten dann halt etwas später.
@MaWin: Danke für die Erklärung Noch eine Frage. Bei Deinem Schaltungsvorschlag liegt der Vorwiderstand von 10 Ohm zwischen Netzteil und LiPo. Bräuchte ich nicht einen Strombegrenzungswiderstand vor jedem Ensemble aus LEDs und Spule? Oder begrenzt sich der Strom bei dieser Schaltungsvariante von selbst?
> Bei Deinem Schaltungsvorschlag liegt der Vorwiderstand > von 10 Ohm zwischen Netzteil und LiPo. Der begrenzt den Ladestrom des Akkus, wenn man die 5V anschliesst. Er muß mindestens die Stromaufnahme des Geräts durchlassen (also 120mA9 und darf (bei leerem Akku) höchstens den maximalen Ladestrom (ich sag mal 1C, 1A) durchlassen. > Bräuchte ich nicht einen Strombegrenzungswiderstand vor > jedem Ensemble aus LEDs und Spule? Oder begrenzt sich > der Strom bei dieser Schaltungsvariante von selbst Der Strom wird durch die Einschaltzeit der Spule begrenzt. Würde der uC den Transistor ewig an lassen, steigt der Strom in der 100uH bis zur Sättigung, was dann letztlich ein Kurszchluss (den der BS170 wohl nicht aufhält) Es ist also Pflicht, daß das Programm des uC funktioniert und den Transistor wieder ausschaltet, weil es keine andere Art der Überstrombegrenzung gibt. Man könnte auf 2 Arten den Strom begrenzen: | uC --220R--+--|I BS170 | |S BC547 >|--+ E| 5R Masse begrenzt ähnlich wie deine Konstantstromquellen auf 120mA, aber mit dem Unterschied daß diese Begrenzung im Normalfall nie aktiv werden sollte weil bei 80mA vom uC schon abgeschaltet wird. 120mA bei 3.8V sind 0.5W und damit für den BS170 zu ertragen. Allerdings verbrät der Transi dann die Leistung, er wird nicht abgeschaltet. Eine andere Methode wäre +----100K--+ | | : uC --100k-+-----|+\ | | | | >-+-|I BS170 1k +--|-/ | | +----------+ | 1R Masse ----------+ Da kann der uC den Transistor nur einschalten, wenn der Strom schon unter 50mA abgesackt ist, und der Strom wird garantiert wieder (vorzeitig) ausgeschaltet, wenn er über 100mA steigen sollte. Beide Methoden sind halt Hardware, so wie man das im letzten Jahrhundert gemacht hat, die man durch korrekte Software ersetzen kann, so wie man das heute macht.
Noch eine Frage: Reichelt hat drei Sorten Festinduktivitäten axial 100µH im Angebot: HBCC, http://www.reichelt.de/?ACTION=3;GROUP=B512;GROUPID=3179;ARTICLE=86466;SID=28Kq5I-6wQARwAAEpkgCw30920b72cdb0107a657df290b6f9d177 MICC, http://www.reichelt.de/?ACTION=3;GROUP=B512;GROUPID=3179;ARTICLE=86438;SID=28Kq5I-6wQARwAAEpkgCw30920b72cdb0107a657df290b6f9d177 SMCC http://www.reichelt.de/?ACTION=3;GROUP=B512;GROUPID=3179;ARTICLE=18192;SID=28Kq5I-6wQARwAAEpkgCw30920b72cdb0107a657df290b6f9d177 eine SMD Induktivität Murata Chip Coil http://www.reichelt.de/?ACTION=3;GROUP=B511;GROUPID=3178;ARTICLE=10555;SID=28Kq5I-6wQARwAAEpkgCw30920b72cdb0107a657df290b6f9d177 Welche soll ich nehmen?
und zwei radiale: Stehende-Induktivität, 07HCP, Ferrit, 100µ http://www.reichelt.de/?ACTION=3;GROUP=B513;GROUPID=3180;ARTICLE=86403;SID=28Kq5I-6wQARwAAEpkgCw30920b72cdb0107a657df290b6f9d177 Stehende-Induktivität, 11P, Ferrit, 100µ http://www.reichelt.de/?ACTION=3;GROUP=B513;GROUPID=3180;ARTICLE=72994;SID=28Kq5I-6wQARwAAEpkgCw30920b72cdb0107a657df290b6f9d177
MaWin schrieb: > Eine andere Methode wäre > > +----100K--+ > | | : > uC --100k-+-----|+\ | | > | | >-+-|I BS170 > 1k +--|-/ | > | +----------+ > | 1R > Masse ----------+ Die Zeichnung verstehe ich nicht ganz. Was ist das Bauteil in der Mitte? ----|+\ | >- +--|-/
Die Murata hat das kleinste Streufeld, (die anderen, insbesondere axiale, sauen rum) hält halt nur 100mA aus, das reicht theoretisch knapp, wenn die Theorie also stimmte wäre die ok.
@MaWin: Allerherzlichsten Dank! Nun kann ich erstmal rumexperimentieren. Beste Grüße Christoph
> Was ist das Bauteil in der Mitte? OpAmp, als Schmitt-Trigger geschaltet. Blöderweise fällt mir auf, daß der mit dem abschalten des Transis auch seinen Mess-shunt abschaltet, also gleich wieder meint, der Strom wäre klein genug und wieder einschaltet. Man müsste den Spulenstrom messen, nicht den Transistorstrom, alao das ganze nach +5V verlagern. +---|<|----|<|---+ | | +5V ------+--1R--+--100uH--+ | R1 | | +--R2--+ | 1k +-|+\ | | | | >-+-|I BS170 uC --100k-+--------|-/ | | Masse
Guten Abend, ich wollte nur den Erfolg melden. Die Schaltung funktioniert ausgezeichnet. Die LEDs leuchten hell und klar und auf dem Oszi habe ich hochinteressante Bilder. Wenn ich einen kleinen Kondensator (2n) zu der Spule parallel schalte gehts noch besser. Also Danke nochmal. Grüße Christoph
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