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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Was braucht er wirklich + solar


Autor: Stefanie (Gast)
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Hallo,
ich werde irgendwie aus dem Atmega16 Datenblatt nicht ganz schlau,
da steht:
  DC Current per I/O Pin    I=40mA
  DC Current Vcc and GND    I=200mA PDIP and 400mA TQFP
  Atmega16L, Active, 4MHz   I=5mA
Es ist mir klar, dass Atmel nicht weiß, was mein Atmega braucht, da sie
ja nicht wissen, was ich mit ihm mache.
Ich möchte aber gerne meine ganze Mikrocontrollerschaltung solar
betreiben und darum muss ich ja den Strom abschätzen.

Weiß wer von euch schon eine fertige Solarschaltung, bei der ich auf
eine Versorgungsspannung von 3.3V komme?

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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Das sind die "Absolute maximum ratings", darüber wird der Controller
dauerhaft beschädigt. Typische Werte stehen eine Seite weiter, 1,1-12mA
je nach Typ, Betriebsspannung und Taktfrequenz

Autor: Stefanie (Gast)
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OK, wenn ich nun einen Ausgang aus '1' schalte, wieviel Strom fließt
dann an diesem Ausgang raus?

Autor: Frank (Gast)
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Du bringst da anscheinend den Verbrauch des Controllers und dessen
Schaltfähigkeit etwas durcheinander. Die ersten beiden Werte beziehen
sich auf die Möglichkeit Ströme zu schalten, der dritte Wert ist das,
was der Controller selbst zum rennen braucht. Steht aber alles im
Datenblatt drin. Schaltungen gibts wohl genug zu ergoogeln aber du
solltest schon genauere Daten parat haben. Die Leistung des Panels wäre
interessant und was der Controller noch so tun soll ausser allein vor
sich hinzurennen. Wie du schon richtig bemerkt hast kann ATMEL das
nicht wissen. Hier im Forum aber auch Niemand.

bye

Frank

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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Die Angaben, was der "nackige" Controller (ohne Aussenbeschaltung)
braucht, findest du in der Tabelle "DC Characteristics" auf Seite 292
unter dem Punkt "Power Supply Current".
Interessant werden auch noch die Grafiken "Figure 149" und folgende
sein. Der "Stromverbrauch" ist überwiegend von der Taktfrequenz und
dem Zustand (Sleep-Mode / active Mode etc) abhängig.

>DC Current per I/O Pin    I=40mA
>DC Current Vcc and GND    I=200mA PDIP and 400mA TQFP

Sind Maximalangaben. Alles darüber ist für den µC schädlich/tötlich...

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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>OK, wenn ich nun einen Ausgang aus '1' schalte, wieviel Strom fließt
>dann an diesem Ausgang raus?

Der einzelne Pin darf mit maximal 40mA belastet werden (in beide
Richtungen). Allerdings darf der gesamte Stromfluß (Eigenverbrauch +
Portpinstrom) des Controllers nicht 200mA im PDIP-Gehäuse und 400 mA im
TQFP-Gehäuse übersteigen. Das TQFP-Gehäuse hat mehrere
Versorgungspins...

Autor: Bernhard S. (bernhard)
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Hallo Stefanie,

>  DC Current per I/O Pin    I=40mA
>  DC Current Vcc and GND    I=200mA PDIP and 400mA TQFP
>  Atmega16L, Active, 4MHz   I=5mA

Diese Angaben beschreiben, wie Stark Du die PINS strommäßig belasten
darfst.

Ich übertreibe mal bewusst:

Möchtest Du einen 3,3V Motor, der 5000mA benötigt, mit diesem µC
betreiben, kannst Du diesen nicht direkt an einen Pin anschließen.

Eine kleine Treiberstufe (Verstärker) wäre nötig, ansonsten stirbt u.U.
der µC seinen Heldentot ;)


>Ich möchte aber gerne meine ganze Mikrocontrollerschaltung solar
>betreiben und darum muss ich ja den Strom abschätzen

Der Gesamtstrom ergibt sich:

 - Stomaufnahme µC bei xx Volt und xx MHz. siehe Datenblatt
 - Stromausfnahme der externen Schaltung (LEDs, Sensoren,Motoren usw.)

Bernhard

Autor: Stefanie (Gast)
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Danke,
ja ich habe mir das schon so ungefähr gedacht. Weiß nur nicht, was ich
dann für meinen Atmega abschätzen soll. Also, einerseits nutze ich die
SPI für einen Funkchip und andererseits, möchte ich noch einen SHT1x
betreiben.

Der Funkchip braucht 20mA und der SHT1x 0,028mA (kann ich dafür
irgendwelche Leitungen für CLK und DATA von meinem Atmega verwenden)

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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Du wirst den Funkchip wohl eher nicht über einen Portpin ein- und
ausschalten, oder?

In dem Fall bräuchtest du dann nämlich einen Highside-Switch, um noch
mit der Masse ein Bezugspotential zu haben.
Das gleiche gilt für den SHT.
Die beiden belasten deine Stromversorgung, aber nicht den Controller.
Der Strom auf den Datenleitungen ist vernachlässigbar...

Autor: TheMason (Gast)
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@stefanie

was soll dein atmega denn alles machen ?
nur mal hin und wieder nachfragen ob der funkchip daten hat ? oder
(übertrieben gesagt) muß der mega noch irgendwelche rechenintensive
operationen (fließkomma) durchführen ?
wenn der nichts weiter zu tun hat als ein paar schalt und abfrage
aufgaben kann man ja mit der takt-frequenz runtergehen um den
stromverbrauch zu senken.
bei dem funkchip wäre interessant welchen strom der im sende bzw. sleep
betrieb braucht. funkschips können u.u. richtig strom ziehen.
aber wenn du schon sagst das der funkschip 20mA braucht, würde ich mal
tippen das der mega (bei moderaten schaltaufgaben) der kleinere
stromfresser ist ...
was soll denn sonst noch in die schlatung rein ?
(taster/leds/motoren/relais ?!)

gruß
rene

Autor: johnny.m (Gast)
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Bei Batterie- oder gar solarbetriebenen Schaltungen ist es sinnvoll, den
µC einerseits bei der geringstmöglichen Taktfrequenz (und Spannung) zu
betreiben (also nicht mit 16MHz wenn 1MHz reicht) und ihn, wenn er
nichts zu tun hat, in einen Stromsparmodus zu versetzen. Welchen der
Stromsparmodi (Idle, Powerdown, Power save...) Du verwenden kannst,
hängt von der Anwendung ab, also davon, welche Quellen zum
"aufwecken" zur Verfügung stehen und obe es erforderlich ist, dass
der Oszillator während der Ruhephase weiterläuft. Wieviel Strom der µC
in den einzelnen Modi braucht, lässt sich anhand der Diagramme im
Datenblatt ("electrical characteristics") gut ablesen. Wenn Du weißt,
wie das Verhältnis zwischen Ruhe- und Betriebsphasen ist (wenn Du denn
einen Stromsparmodus überhaupt verwenden kannst), dann kannst Du auch
eine mittlere Stromaufnahme ausrechnen. Wenn die Solarzelle, an der die
Schaltung betrieben werden soll, ausreichend gepuffert ist (Gold Cap
oder Batterie), dann kannst Du diesen Mittelwert auch für die gesamte
Betriebsdauer annehmen.

Wenn Du den Analog-Komparator nicht benötigst, solltest Du ihn
deaktivieren (er ist defaultmäßig aktiviert). Das spart noch mal
zusätzlich Strom.

Generell gilt das, was andere hier schon gesagt haben: Die
Strom-*Aufnahme* des µC hat nichts mit den Maximum Ratings zu tun. Den
Stromverbrauch der Peripherie musst Du dann zum Stromverbrauch des µC
hinzuaddieren.

Autor: Stefanie (Gast)
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Ich habe eigentlich nur einen Sensor wie z.B. den SHT1x den möchte ich
dann z.B. 1x pro Minute auslesen und den Wert über den Funkchip
versenden.

Also, nichts aufwendiges... brauche ich da eine besondere externe
Beschaltung, damit ich den Atmega16 in einen stromsparenden Modus
kriege wie z.B. einen Uhrenquarz.

Ich habe mir hier mal die Solarmodule angesehen
http://www.lemo-solar.de/default_1.htm
da es nicht sehr teuer werden soll, würde ich gerne das 3V/400mA Modul
verwenden und dann einen Step-up Festspannungsregler auf 3.3V, oder ein
6V/400mA Modul und einen normalen Festspannungsregler auf 3.3V (was ist
denn da besser).
Meine Schaltung soll aber rund um die Uhr funktionieren und darum
überlege ich, ob ich nicht einen Akku nehmen soll, den das Solarmodul
nur auflädt (ich weiß, da müsste ich dann einen Litium-Ionen Akku
nehmen), oder einen Supercap/Goldcap. Ich möchte halt wenn, möglich
keine komplizierte Ladeschaltung.

Autor: da_user (Gast)
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warum ewig viel rumrechnen?

bau die Schaltung auf, miss was für nen Strom sie (wann) braucht und
bei Bedarf optimiern.

Autor: johnny.m (Gast)
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Wenn nur jede Minute einmal was gemacht werden soll, dann bietet es sich
an, den Mega16 mit asynchronem Oszillator mit Timer 2 (mit nem
Uhrenquarz) zu betreiben. Dann kann man in den Powerdown-Modus gehen
(mit sleep) und der Interrupt vom asynchronen Timer 2 weckt den µC dann
jeweils wieder auf. Dann jeweils eine Zählvariable inkrementieren und
nach 60 Sekunden den Wert übermitteln. Das ist wahrscheinlich die
stromsparendste Methode

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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Wenn das Funkmodul auch noch einen Shutdown-Pin besitzt, würde es noch
mehr Strom sparen...
Den SHT11 könnte man auch über einen Portpin ein- und ausschalten (Dann
muss er zwar jedes Mal initialisiert werden - aber das dauert auch nicht
ewig).
Den Funkchip könnte man vielleicht auch noch schalten (PNP-Transistor
o.ä.).

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