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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mini-USV für µC


Autor: Patrick Lott (patrick_ase)
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Hallo,
ich möchte mir eine Art elektronisches Fahrtenbuch fürs Auto bauen.
Dazu sollte der µC seine aktuelle Uhrzeit und weitere Werte, die sich
gerade im RAM befinden behalten. Da ich dieses Fahrtenbuch auch mal mit
ins Haus nehmen möchte, kann ich die Schaltung nicht ständig an der
Autobatterie lassen. Also hab ich mir gedacht die Versorgungsspannung
mit Hilfe einer Mini-USV (zumindest für ein paar Tage) zu überbrücken.
Die Schaltung die ich mir bis jetzt überlegt habe ist im Anhang zu
sehen (für R5 muss noch die Stromregelung eingesetzt werden).
Als Puffer soll ein 9V-Block-Akku herhalten. Nun wird ein solcher Akku
über einen konstanten Strom von 30mA geladen. Mein Problem liegt darin,
wie ich bei Potenzialdifferenzen von 12 bis 3 Volt einen konstanten
Ladestrom hinbekommen soll. Mein zweites Problem: ab wann und wie lange
muss ein solcher Akku geladen werden? Drittes Problem: Überwachung des
Ladezustands durch Messung der Akkuspannung. Der µC-Eingang sollte mit
einer Z-Diode abgesichert sein. Diese braucht aber zu viel Strom und
zieht mir dann den Akku ziemlich schnell leer. Gibt es eine separate
Zustandsüberwachung mit Laderegelung, also ohne Zuschaltung durch den
µC? Weiß jemand wie es bei PC’s gemacht wird?

Autor: Läubi (Gast)
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TL 317 kann mit einem einzigen Widerstandt als Kosntantstromquelle für
Bateriladen geschaltet werden (steht im Datenblatt)

Autor: Patrick Lott (patrick_ase)
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Danke Läubi,
ich hab die Schaltung im Datenblatt gefunden. Der TL 317 ist genau das
Richtige. Vor allem weil seine minimale (Uin - Uout)>= 3V ist. Bloß wie
lange soll der Akku geladen werden und in welchen Intervallen?

Autor: A.K. (Gast)
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Zur Technik der Stromversorgung in KFZs ist hier und anderswo einiges
geschrieben worden (z.B.
http://www.elektronik-kompendium.de/public/dse-faq...).
Deine Version ist beispielsweise nicht überspannungsfest.

7805/7805L Regler haben einen unangenehm hohen Ruhestrom, sehr viel
höher als der Controller im Standby hat. Es gibt deutlich bessere Typen
(z.B. MAX66x).

Autor: Sven Johannes (Gast)
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Moin...

Wenn du den MC in soetwas wie einen sleep/idle Modus bringen könntest
wäre doch vielleicht ein Goldcap eine Lösung? Kommt einfach mit dem MC
an die Spannungsversorgung und stützt diese während des Transports. Der
Controller stellt alle Pins auf hochohmig und gut.

--
 Sven Johannes

Autor: Patrick Lott (patrick_ase)
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Erstmal Danke für die Beiträge...

@A.K.
Zum Schutz vor Überspannung werde ich noch einen Varistor an die
Versorgungsspannung hängen.
Einen Max666 zu benutzen ist ne gute Idee ,leider etwas teurer als ein
7805.

@Sven Johannes
Ich muss erstmal checken ob der µC im sleepmode noch timerinterrupts
macht, schließlich soll die Uhrzeit ja weiterlaufen. Ich habe dafür
einen atmega16 vorgesehen.

Autor: Läubi (Gast)
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Wegen der Dauer mußt du im Datenblatt nach shcuane es gibt aber auch
Puffer CMOS Batterien welche 3,6V leifern udn dauerladefähig sind.

Autor: Joline (Gast)
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Hallo Patrick,

wie funktioniert Dein Fahrtenbuch? Sinnvoll wäre ja, dass man 2-3
Tasten hat: 1. Dienstfahrt, 2. Privatfahrt, 3. Stop. Sobald man eine
Taste drückt, geht das Logging los, wenn man Stop oder die gleiche
Taste noch einmal drückt, hört es eben auf. Dann müßte man aber von
irgendwo den gerade aktuellen Kilometerstand herbekommen, nur woher?

Oder musst Du den Kilometerstand von Hand eingeben?

Joline

Autor: A.K. (Gast)
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Freilich solltest Du überlegen, ob es nicht sinnvoller ist, Akku oder
Goldcap mehr oder weniger direkt an den Controller zu hängen. Also
nicht 9V sondern 3,6V Akku. Womit sich dann auch dessen Messung recht
simpel entwickelt (1,22V Bandgap-Ref messen mit AREF=VCC) und ohne
Teiler auskommt.

Autor: Patrick Lott (patrick_ase)
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@A.K.
Das mit den Goldcaps direkt an Vcc ist gut. Ich denke es macht dann
Sinn, alle anderen Verbraucher sowie Spannungsteiler usw. mit einer
Diode zu entkoppeln. Nach Elelktronik-Kompendium ist die
Überbrückungszeit = (Ulade-Umin)*C/I. Umin dürfte beim atmega16 2,7V
sein, also brauch ich Goldcaps mit >= Umin. Als Problem sehe ich da den
ständigen Ladestrom, der i.A. nicht zu einer stromsparenden Schaltung
beiträgt. Falls ich da falsch liege bitte melden. Eine andere Frage
ist, ob der µC bei Vcc=2,7V noch zuverlässig arbeitet.
Bei den Sleep-Modes kenn ich mich leider nicht so gut aus. Weiß bloß,
dass es 6 verschiedene gibt und zusätzlich noch weitere Module die man
abschalten kann. Im Prinzip sollte während des Schlafens nur der
Timer-Counter-Interrupt noch funktionieren, damit er die Uhrzeit
behält. Keine Ahnung welche Clocks ich da abschalten soll. Eine
Erkennung, dass er wieder an der vollen Speisespannung hängt sollte
auch aufrecht erhalten werden, damit er wieder aufwacht.
Eine Messung des Ladezustands erübrigt sich, wenn der Akku direkt an
Vcc hängt (wobei ich zugeben muss, dass ich es nicht ganz geschnallt
habe wie Du das meintest mit der Bandgap-Referenz).

@Joline
Der Fahrtenschreiber soll im Prinzip nur die Uhrzeiten aufzeichnen,
wann die Zündung des Fzg. ein- bzw. ausgeschaltet wurde. Um dies zu
detektieren nehm ich den vom Zündschloss geschaltenen Plus. Ich habe
mal ein kleines Gehäuse mit einem LCD-Display und vier Tastern
vorgesehen (Cursor links, rechts, Wert hoch und runter). Über die
Menüführung bin ich mir noch nicht ganz im Klaren. Auf jeden Fall
sollte man für jede Fahrt gewisse Kürzel eintragen können, die
„Dienstfahrt“ oder „Privatfahrt“ signalisieren. Einzelne Fahrten, die
z.B. durch umparken entstehen, sollte man löschen können. Vielleicht
noch eine Uart-Schnittstelle, damit man sich die Fahrtenliste auf den
Rechner holen kann. Was noch ungeklärt ist, ist die Speicherung der
ganzen Daten: RAM oder EEPROM. Speichern im RAM hängt ganz von der USV
ab. Vom Speichern im EEPROM bin ich etwas abgeneigt, da der µC dann
vielleicht mal Verschleißerscheinungen zeigt.

Autor: A.K. (Gast)
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"wobei ich zugeben muss, dass ich es nicht ganz geschnallt
habe wie Du das meintest mit der Bandgap-Referenz"

Wie VCC messen:
- Referenzspannung VCC und VCC messen ist sinnlos.
- VCC mit interner oder externer Referenz messen braucht
Spannungsteiler und der verbraucht sinnlos Strom.
- Den Wert der an einem ADC-Multiplexer-Input anliegenden 1,22V
Bandgap-Referenz mit Referenzspannung=VCC messen ergibt das Verhältnis
zwischen der 1,22V-Referenz und VCC. Die Referenz ist bekannt (hat
Toleranz, ist aber stabil, also einmalig kalibrieren). Daraus lässt
sich rechnerisch VCC ableiten. Pinsparend, kein externer ADC-Eingang
erforderlich.

"ob der µC bei Vcc=2,7V noch zuverlässig arbeitet"

Bis zu 8MHz ja.

"Vom Speichern im EEPROM bin ich etwas abgeneigt, da der µC dann
vielleicht mal Verschleißerscheinungen zeigt."

Siehe Atmel Application Note 101.

Autor: Patrick Lott (patrick_ase)
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Hey das is ne geniale Idee Vcc so zu messen!!! Jetz hab ichs auch
kapiert. Vielen Dank

Autor: Dirk Milewski (avr-nix)
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