www.mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Stromsparender Mikrocontroller


Autor: Schady (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo!

Hätte Mal eine Frage.
Entwerfe ein Gerät, das an Fenstern angebracht werden soll.
Wenn dass Fenster länger als 5 Minuten geöffnet ist, soll ein Beep-Ton
ausgegeben werden. Das Gerät soll mittels Batterie betrieben werden.
Die Batterie soll ein Jahr lang halten.
Welcher Mikrocontroller ist dafür geeignet??
Er sollte stromsparend arbeiten, und kann wenn das Fenster geschlossen
ist im "sleep" Modus sein.
Das größte Augenmerk ist auf die Betriebsdauer der Batterie zu legen.
(1 Jahr)
Bin für jede Antwort dankbar!
mfg

Autor: Eckhard (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

schau dir mal die HCS08 von Freescale an. Da gibt es auch einen Battery
Lifetime Calculator der hilfreich sein könnte.


Eckhard

Autor: Frank Furt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi,

auch bei offenem Fenster sollte Dein µC schlafen. Du solltest ihn
zeitgesteuert wecken und nach ablauf Deiner Zeit X (5 Minuten),
"beepen" lassen. - So hält die Batterie noch länger.

Ach ja, schau mal beim z.B. MPS430, ist recht sparsam.

Autor: Stefan Kleinwort (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie wäre es, die Batterie durch Solarzelle und Goldcap zu ersetzen? Bei
einem praktisch ständig schlafenden mc brauchst DU nur eine sehr kleine
Solarzelle. Die ganze Mechanik (Batteriefach) entfällt. Und am Fenster
sollte immer genug Licht vorhanden sein.

Der MPS430 ist Spitzenreiter beim Energiesparen. Die neuesten Atmels
sind mittlerweile aber auch nicht mehr so schlecht.

Gruß, Stefan

Autor: Stefan B. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schau Dir vielleicht einmal die PIC`s mit Nanowatt-Technologie (von
Microchip) an, die sollen auch sehr stromsparend sein:
(www.microchip.com)

oder (www.sprut.de/electronic/pic/typen.htm)

Stefan B.

Autor: ,,,, (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
PIC10F20x

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Daß man dafür einen µP braucht ?
Schlichte CMOS-Timer machen das auch und verbrauchen 0pA, wenn die
Spannung bei geschlossenem Fenster abgeschaltet ist.

Autor: Jadeclaw (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hmm, ein CD4060 nehmen, den internen Oscillator als RC-Oszillator
beschalten, am passenden Teilerausgang einen Transistor mit
nachfolgendem Piezopieper dranhängen und den Reseteingang mit 100kOhm
auf VCC legen.
Der Fensterkontakt schliesst beim Öffnen und zieht den Reset auf GND.
Das Ganze zieht im Ruhezustand wenige µA und dürfte unter der
Selbstentladung handelsüblicher Batterien liegen.

Alternativ den Reset auf GND legen und mit dem Fensterkontakt den Strom
einschalten.

Gruss
Jadeclaw.

Autor: Jens D. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn man schon vom Fensterkontakt redet kann man auch gleich ein
Monoflop nehmen..
Fenster zu Schalter offen
Fenater auf schalter geschlossen Strom da..
Monoflop laed sich auf, und gibt nach 5 min das Signal aus...
Ruhestrom = 0mA

Gruss

Autor: Rolf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die MSPs von Texas instruments sind für den Betrieb mit Knopfzelle
optimiert und brauchen im Standby (LPM3, mit weiterlaufender Uhr) 3 uA;
die neueren Typen sogar weniger als 1 uA!

www.msp430.com

Autor: Peter Dannegger (peda)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dazu ist jeder MC geeignet, da er ja nur die 5min wach sein muß, um sie
zu zählen. Im Sleep verbrauchen alle MCs nur wenige µA.

Am besten solche mit null Außenbeschaltung, z.B. der ATTiny13.

Warum da einige aber nen Haufen Monoflops mit ner Menge nötiger
Zusatzbeschaltung nehmen wollen, entzieht sich völlig meinem
Verständnis.


Peter

Autor: Rolf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Aber mit einem MSP430 kann man, mit einem Uhren-Quarz, die Zeit genauer
messen und zudem noch das Öffnen/Schliessen im internen Flash logen z.
B. ein 32-Bit-Wert + 1 Byte aus flags). Die Daten kann man dann später
auswerten, und man kann auch die Temperatur vom internen
Temperatur-Sensor mit abspeichern.

Autor: ,,,, (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Im Sleep verbrauchen alle MCs nur wenige µA.

Die Unterschiede im Stromverbrauch während des Sleeps verschiedener
Controller sind enorm und wenn das ganze mit einer Knopfzelle betrieben
werden soll, ist das entscheidend.

Autor: Jadeclaw (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Peter Dannegger schrieb: ""Warum da einige aber nen Haufen Monoflops
mit ner Menge nötiger Zusatzbeschaltung nehmen wollen [...]""
Punkt eins, eine CMOS-Lösung braucht kaum mehr Material, 1 Widerstand,
1 Kondensator, und je nach verwendetem Piezopieper braucht es evtl.
noch nicht einmal einen extra Transistor.
Die 1-IC-Lösung ist auch mit einem Monoflop möglich.
Der eigentliche Punkt aber: Keine Spezialteile, jeder brauchbar
sortierte Elektronikladen hat das Zeug am Lager.
Der eigentliche Aufwand ist sowieso der Fensterschalter,
aber da bietet sich evtl. ein Reedkontakt an.

------------------------------------------
@Rolf: Ja genau, dann auch gleich aus dem Temperaturverlauf den
Wärmeverlust berechnen und nach dem Fensterschliessen automatisch per
Funksteuerung die Heizung aufdrehen. ;-)


Gruss
Jadeclaw.

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mein Vorschlag wäre ein 4541; kostet ca. 0,33 Cent und braucht noch zwei
R und ein C. Betriebsspannung kann von 3-18V variiert werden: höhere
Spannungen -> lauterer Piepser.

Autor: Peter Dannegger (peda)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bin ja blöd, der Sleepstrom ist total unwichtig.
Einfach den Fensterschalter in Reihe mit der Batterie legen, dann ist
der Sleepstrom immer null.


Obs nun 5min oder 5.10min sind, wird wohl keine Rolle spielen, ein
externer Quarz ist also rausgeschmissenes Geld.


Wichtig ist allerding der Nervfaktor, damit der Nutzer das Gerät nicht
abschaltet. Deshalb sollte der Ton erst leise anfangen und langsam
immer lauter werden (mittels PWM).

Damit nun das Signal auch gut wargenommen wird, sollte es aus einzelnen
Impulsen bestehen, z.B. 3 kurze Töne und lange Pause.

Auch sollte die Batterie überwacht werden und das Nachlassen z.B. durch
eine andere Tonfolge signalisiert werden. Das kann man z.B. beim
ATTiny13 mit dem internen ADC machen (VCC als Referenz mißt die interne
Bandgap-Spannung).


Alle diese wichtigen Zusatzfunktionen würden ohne MC einen erheblichen
Schaltungsaufwand bedeuten.


Peter

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
...

Dann würde ich aber auch sagen: noch unbedingt eine SMS ans Handy. Wäre
doch gelacht, wenn man durch immer weiter gesteigerte Anforderungen,
letztlich zu keiner Lösung kommt :-)

Autor: Peter Dannegger (peda)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Michael,

man sollte schon wichtiges und unwichtiges unterscheiden können, ne SMS
ist totaler Schwachsinn.

Ich hatte früher mal nen Kühlschrankalarm gebaut (mit CD4093). Bereits
am nächsten Tag war er im Müll entsorgt worden, weil der Alarm immer
mit voller Lautstärke losging.


Peter

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Na ja gut, ich tendiere ja auch eher zur Verwendung eines µP; aber für
einfache Aufgaben würde ich auch einfache Technik verwenden.
Mit diesen Piepsern ist das so eine Plage: überall der gleiche Nervton.
Insbesondere in diesen Elektronik-Fachmärkten kann man davon an allen
Ecken vom Einkauf abgehalten werden.

Wenn's dezent sein soll, wäre vielleicht ein 'Melodie-IC' eine gute
Lösung. Vielleicht die Melodie "Atze, mach das Fenster zu"
(Herstellerbezeichnung "Chun Li Min Ho"). Auf jeden Fall vorher
anhören, ob reine Stimmung, wohltemperiert oder atonal :-)

Autor: Stefan Schaden (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke für eure zahlreichen Antworten und Tipps!

Ich habe mich für einen AT89C2051 entschieden, da ich dafür auch die
Hardware habe um ihn zu bespielen.

Frage:
Der Mikrocontroller benötigt 2.7 - 6V, in meiner Schaltung kommt auch
noch ein Piepser rein, der benötigt wiederrum 1.3 - 2V.
Wie hoch muss meine Versorgungsspaunnung mindestens sein??
Kann ich möglicherweiße, 2 Mignon Batterien mit insgesammt 3V nehmen??
Das Gerät sollte nach möglichkeit nämlich ziemlich klein werden!
Aja, und wäre es dann möglich diese Batterien mit einer kleinen
Solarzelle zu laden, damit sie auch sicher 1 Jahr lang funktionieren??

Frage an Michael:
Brauch ein 'Melodie-IC' nicht sehr viel Strom??

Danke, danke
mfg schady

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
"Brauch ein 'Melodie-IC' nicht sehr viel Strom??"

Wenn er ausgeschaltet ist, braucht er auch keinen Strom, und wenn er
eingeschaltet ist, auch nur soviel, wie der Piepser ihm abnimmt ! Zur
Zeit gibt es doch sicherlich massenhaft überschüssige
'Weihnachtsliederdudler', die mit 1,5V versorgt diverse Geräusche von
sich geben: probieren.

Die AT89xxxx brauchen relaiv viel Strom (wenn sie eingeschaltet sind).
Ich will Dir aber Dein Vorhaben nicht ausreden.

Autor: Stefan Schaden (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hallo!

Werde nun einen AT89C2051 nehmnen, da ich dafür Hardware und Software
habe, ihn zu bespielen.

Rat:
Fenster geschlossen, Kontakt geöffnet.
Was ist klüger, besser?????
Den Kontakt zwischen GND und Masse-Batterie legen,
oder zwischen VCC und der Versorgungsspannung der Batterie legen??

Nun braucht der Mikrocontroller nur Strom wenn das Fenster geschlossen
ist.

Wird das Fenster geöffnet, setzte ich den AT89C2051 in den Active Mode
und setzte meinen Timer für die 5 min. Danach setzte ich ihn in den
Idle Mode (Sleep Modus) bis der Timer abgelaufen ist, wecke ihn dann
und verwende den Active Mode um den Piepser, piepsen zu lassen.
Frage:
Funktioniert dass so wie ich es mir vorgestellt habe??
Gibt es eine bessere Lösung mit diesem Microkontroller, die weniger
Strom braucht???

Danke!
mfg Schady

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
"Gibt es eine bessere Lösung mit diesem Microkontroller, die weniger
Strom braucht???"

Du müßtest eigentlich fragen, ob es eine weniger schlechte Lösung gibt.
Im Idle Modus werden einige mA benötigt, also immer, wenn das Fenster
geöffnet wird selbst ohne Alarm. Für mich ist das eine schlechte Lösung
!

Aber gut, Du kannst das so machen, wenn die Batterien entsprechend hohe
Kapazität aufweisen.

Autor: Stefan Schaden (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Michael:

Tja, aber wie soll ich es besser machen??
Ich kann den Microkontroller, wenn das Fenster geöffnet ist, nur in den
Power-Down Mode setzen, jedoch kann ich ihn dann nicht mit dem
Timerinterrupt wecken sondern nur mit einem externen Interrupt!
Ich weiß dass er viel Strom braucht im Idle Mode.

Er braucht bei meiner Frequenz von 1,5MHz genau 0,8mA im Idle Mode!

Fällt dir auf die schnelle eine bessere Lösung mit diesem
Microcontroller ein???

Würde es ja anders machen, wenn ich wüsste wie!?

mfg Stefan

Autor: peter dannegger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Michael,

"Für mich ist das eine schlechte Lösung !"


Laut Datenblatt zieht er bei 3V und 3MHz im Idle etwa 0,3mA.
Bei 3* Lüften a 5min pro Tag sind das 0,25h a 0,3mA.

Eine kleine Lithium Knopfzelle (CR2032: 230mAh) hält somit über 8
Jahre.


Von "schlechter Lösung" kann also nicht im geringsten die Rede sein.


Peter

Autor: Anton Wert (antonwert)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
nur so eine Möglichkeit:
falls es dir nicht auf eine allzugenaue Messung ankommt, kannst du auch
einen AVR per Watchdog aufwecken, somit kannst du nochmals den Verbrauch
reduzieren.

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Laut Datenblatt zieht er bei 3V und 3MHz im Idle etwa 0,3mA.
Bei 3* Lüften a 5min pro Tag sind das 0,25h a 0,3mA.

Natürlich kann man sich Lösungen auch schön rechnen. Wenn ich den
Verbrauch eines ATtiny13 zum Vergleich nehme ist die Laufzeit geschätzt
Faktor 30 gößer; und wenn ich CMOS-Schaltkreise nehme sogar um Faktor
1000-10000.
Wenn man garnicht lüftet hält die Batterie ewig; jeder so wie er will.

Autor: peter dannegger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Michael,

es ist völlig wurscht, wieviel besser eine andere Lösung ist.

Es interessiert nur, ob eine geplante Lösung die Anforderungen erfüllt
und das tut sie.


Es geht immer nur darum die passende Lösung mit möglichst geringen
Kosten zu erzielen und nicht die absolut weltweit beste Lösung.

Und wenn jemand den AT89C2051 schon rumliegen hat und sich mit dessen
Programmierung auskennt, ist es nunmal billiger, auch diesen zu nehmen.


Schließlich sind eine längere Entwicklungszeit durch Lernen eines neuen
Chips und einer neuen Entwicklungsumgebung ja auch Kosten und nicht
gerade wenig.


Peter

Autor: Ascher Houns (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hallo stefan!

wollte dir eigentlich nnur sagen das dein Mikrocontrollersteuerung nie
im Leben funktionieren wird da du dich eigentlich überhaupt nicht
auskennst!
Solltest dir mal überlegen ob das das richtige fachgebiet für dich
ist!

Mfg ascher houns

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Peter

Offenbar weißt Du mehr als ich. Ich weiß nicht, wie oft pro Tag
gelüftet wird und wie oft vergessen wird, die Fenster rechtzeitig zu
schließen. Ich weiß auch nicht, ob eine 3V Versorgung reichen wird, um
dem Piepser genug Gehör zu verschaffen. Falls diese nicht reichen und
z.B. eine 9V Batterie verwendet werden sollte, sieht die Strombilanz
völlig anders aus.

Ich sage ja nicht, daß es nicht funktionieren kann, aber die
Rahmenbedingungen sind mir zu vage, als daß ich solch eine Lösung als
gut bezeichnen würde. Wie oben geschrieben, würde ich die passenden
CMOS-Bauteile zusammenlöten. Die Funktion braucht nicht programmiert zu
werden und läßt sich auch von einem unerfahrenen Entwickler leicht
testen. Und auch mit der Leistungsaufnahme wäre man auf der sicheren
Seite.

Autor: Rahul (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Piezo-Summer wurden auch in Digital-Uhren als Wecker benutzt (Ich
hab keine mehr, weiß also auch nicht, ob die Dinger da imme rnoch drin
bzw. ob es immer noch Digital-Uhren gibt...).
Und damals waren sie schon sehr laut, wobei die Uhren auch meist
1,5V-3V-Knopfzellen hatten.

Man könnte es doch auch gleich so gestalten, dass der Kontroller ein
Stellglied anwirft und das Fenster von sich aus schliesst...

Autor: Winfried (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Peter: "Es geht immer nur darum die passende Lösung mit möglichst
geringen Kosten zu erzielen und nicht die absolut weltweit beste
Lösung."

Oh, da bin ich aber völlig anderer Meinung, gerade in einem Forum, wo
viele Bastler und Experimentierende mitlesen.

Ein paar Ideen, warum man etwas tut:

- ich baue etwas, weil ich es schön finde.

- ich benutze einen Baustein, weil ich was damit lernen möchte

- ich benutze einen Baustein, weil ich ihn in der Praxis testen möchte.
Vielleicht, um ihn in weiteren Projekten einzusetzen.

- ich benutze einen Baustein, weil ich gerade eine Stange günstig bei
Ebay gekauft habe oder ich sonstwie günstig drangekommen bin.

- Ich ziehe eine Lösung vor, die mich persönlich befriedigt, anstatt
etwas, was einfach nur billig herzustellen ist, aber diverse
Einschränkungen besitzt, mit denen ich nicht leben möchte.

- Ich ziehe eine Lösung vor, die gut erweiterbar und flexibel ist, weil
die Anforderungen sich vielleicht ändern werden.

- Ich ziehe eine Lösung vor, die sehr universell ist und in vielen
anderen Projekten mitbenutzt werden kann.

- Ich will die weltweit beste Lösung, weil ich einen Preis gewinnen
will oder mein Ego dadurch genährt wird ;-)

Du siehst also, deine Sicht macht nur bei ganz bestimmten Anforderungen
auch Sinn.

Du kennst sicherlich auch die Beiträge hier, die so beginnen: "Hab
gerade Chip xy rumliegen und überlege, was ich jetzt damit machen
kann."

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.