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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Planung einer batteriebetriebenen Schaltung. Grobes konzept so ok?


Autor: Maik (Gast)
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Hallo,

ich möchte eine Mikrocontroller-Schaltung per Batterien betreiben. Bevor 
es ans Bauen geht, möchte ich ein paar Meinungen einholen und Fragen 
klären.
Hier mein Konzept:


1.)
Mikrocontroller der Atmega-Serie (Modell steht noch nicht fest, es soll 
aber ein Atmega werden, von den Fähigkeiten zwischen Atmega8 und 
Atmega16...er sollte bis 2.2V runter gehen bei 2Mhz, also wohl er ein 
neueres Modell, das es auch hoffentlich bei reichelt gibt...)
Der Controller soll direkt mit den Batterien verbunden werden, also ohne 
Spannungsregler. Ich rechne mit ca. 100µA Stromaufnahme.

=> Frage: Was passiert, wenn die Batterien leer werden, die Spannung 
sich aber noch im für den Controller zugelassenen Bereich befindet? 
Läuft der interne Takt dann noch richtig, oder gibt es starke 
Abweichungen?


2.)
Da im Controller eine Uhr laufen soll, möchte ich einen Uhrenquarz 
verwenden und den Controller im tiefsten möglichen Schlafmodus (so, dass 
die Uhr eben noch läuft) betreiben.

=> Frage: Muss ich beim Quarz (außer auf die Frequenz) auf irgendwas 
achten? Reichelt hat z.B. 2 verschiedene im Sortiment, der Unterschied 
ist glaube ich der Widerstand?


3.)
RFM12-Funkmodul:
Soll über einen Portpin versorgt werden, um es komplett abzuschalten, 
wenn nicht benötigt.

=> Frage: Sollte man sowas besser indirekt z.B. über einen Transistor 
betreiben? Wenn ja, was eignet sich, damit kein unerwünschter 
Stromverbrauch entsteht?


4.) 1x16 LCD mit KS0066U
Soll ebenfalls komplett über Portpin versorgt werden, allerdings mit 
zwischengeschaltetem Schaltregler (ca. 100µA Eigenverbrauch), der die 
benötigten 5V erzeugt.
Somit läuft der Regler nur dann, wenn er bzw. das LCD benötigt wird.

=> Frage: Klappt die Ansteuerung des LCDs überhaupt noch, wenn der 
Atmega mit so einer niedrigen Spannung versorgt wird?


5.) Die Stromversorgung:
Wenn ich 3 Alkaline-Zellen nehme, komme ich auf 4,5V, also mehr als 
benötigt. Die Stromaufnahme meiner Schaltung steigt. Dafür ist nach 
unten genug "Luft", so dass die Batterien gut leer werden dürfen, bevor 
die Schaltung ausfällt.

Nehme ich nur 2 Alkaline-Zellen, komme ich auf 3V. Es fließt ein 
geringerer Strom, aber wenn die Batterien "etwas" leer sind, komme ich 
unter die 2,2V.

Somit wäre die 3-Zellen-Lösung die bessere. Oder habe ich einen 
Denkfehler gemacht?


Viele Grüße,
Maik

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Was passiert, wenn die Batterien leer werden, die Spannung

=>BrownOut Detection

>3.)
Wenn die Stromaufnahme klein genug ist, dann geht das. Alternativ einen 
P-KanalFET. Problem: die geringe Betriebsspannung.

>4.)
Wenn du dafür sorgst, dass beide sich gegenseitig verstehen. Also du die 
entsprechenden HIGH/LOW Pegel einhältst.

>Somit wäre die 3-Zellen-Lösung die bessere. Oder habe ich einen
Denkfehler gemacht?

Würde ich zumindest mal aus dem Bauch bevorzugen

Autor: Dietmar E (Gast)
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> Da im Controller eine Uhr laufen soll, möchte ich einen Uhrenquarz
verwenden

Warum spendierst Du dem Controller nicht ein Quarz, das kann beides 
erledigen, Uhr (mit höherer Genauigkeit als ein Uhrenquarz) und 
Controller - und du hast auch noch einen stabilen Takt für RS232.

> [LCDD] ebenfalls komplett über Portpin versorgt werden, allerdings mit 
zwischengeschaltetem Schaltregler

5V von einem DC/DC an VCC vom 5V-Display legen und es auf den 
IO-Leitungen mit 2.2 Volt ansteuern, geht natürlich nicht. Wie wäre es 
mit dem hier (ein 2.4-3.3V-Display):
http://www.lcd-module.de/deu/pdf/grafik/dogm132-5.pdf

Autor: Dietmar E (Gast)
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> Es fließt ein geringerer Strom, aber wenn die Batterien "etwas" leer sind, komme 
ich unter die 2,2V.

Nimm Akkus. Die haben eine günstigere Entladekurve (die Spannung bleibt 
lange nahezu konstant und fällt am Ende "abrupt").

Autor: Maik (Gast)
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@Dietmar E:
In der Regel nimmt man doch einen Uhrenquarz, da dieser genau passend 
für einen Sekundentakt ist, oder?
Wenn ich einen höheren Takt verwende, steigt der Stromverbrauch ja 
wieder an.
Wenn es nötig ist, kann ich ja den Controller aufwecken lassen, so dass 
er dann kurz mit 2Mhz läuft.

Das mit dem LCD sollte doch eigentlich so klappen (2,2V laut Datenblatt: 
http://www.selectronic.fr/includes_selectronic/pdf...).

Die Displays mit 3,3V sind natürlich ideal, aber die 5V-Displays und 
DC/DC-Wandler habe ich, somit kommt das für mich billiger.


Akkus wollte ich nicht nehmen, da die Schaltung ja nur 100µA verbraucht 
und möglichst wartungsfrei im Dauerbetrieb arbeiten soll. Ich denke dass 
da die Akkus schneller leer sind.

Maik

Autor: Dietmar E (Gast)
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> In der Regel nimmt man doch einen Uhrenquarz, da dieser genau passend
für einen Sekundentakt ist, oder?

In der Regel nimmt man ein Uhrenquarz, weil der RTC-Chip das haben will. 
Für eine Softwarelösung kann man nehmen, was man will. Vergleiche mal 
die Uhrenquarze bei Reichelt mit den Quarzen ab 4 MHz: die Uhrenquarze 
haben eine Genauigkeit von 50ppm (0,005%), die ab 4 MHZ 30ppm. Das macht 
im Monate einen Unterschied von etwa einer Minute mehr Genauigkeit mit 
dem 4MHz-Quarz.

Autor: Dietmar E (Gast)
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> die Uhrenquarze haben eine Genauigkeit von 50ppm

Oops, ich meinte Temperaturkoeffizient (TK), nicht die Grund-Genauigkeit 
(letztere kann man bei Softwarelösung ja leicht korrigieren).

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Dietmar E (Gast)

>Für eine Softwarelösung kann man nehmen, was man will. Vergleiche mal
>die Uhrenquarze bei Reichelt mit den Quarzen ab 4 MHz: die Uhrenquarze
>haben eine Genauigkeit von 50ppm (0,005%), die ab 4 MHZ 30ppm. Das macht
>im Monate einen Unterschied von etwa einer Minute mehr Genauigkeit mit
>dem 4MHz-Quarz.

AVR - Die genaue Sekunde / RTC
Sleep Mode

MfG
Falk

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