Hallo zusammen!
MCU-Hersteller wie TI für den MSP430 oder auf ST mit den STM32L-Modellen
versuchen ja immer wieder sich in punkto Low Power zu übertreffen. Damit
stellt sich mir die Frage: Wie viel Low Power ist wirklich gefragt und
was ist davon nur Marketing?
Für Hobbiisten ist Low Power zwar nett, aber ich denke, die Frage nach
Kosten ist beim Hobby fehlplatziert.
Industrielle Anwendungen sind m.M. bevorzugt interessant, denn da geht
es ja nicht nur um das, was gesteuert oder gemessen wird, sondern auch
der Wartungsaufwand für Batteriewechsel, etc.
Gleich dazu mein Eintrag: Medizintechnik. Zwischen Produktion und
Inbetriebnahme bis zu ein Jahr Lagerzeit, aufgrund Luftfracht 30% SoC
Auslieferungszustand, was bei mir max. 20µA während dieser Lagerzeit
bedeutet.
Sobald angewandt, wird typischerweise einmal pro Woche geladen - Low
Power-Bedarf ist dann kein Thema mehr.
Jürgen Wissenwasser schrieb:> Wie viel Low Power ist wirklich gefragt
Die meisten milliardenfach verbreiteten Produkte sind ohne extremes Low
Power (im Mikroampere-Bereich) nicht denkbar.
Daher waren Hersteller normaler Mikrocontroller stets ausgeschlossen an
diesen Miliardenmärkten teilzuhaben.
Weder Digitaluhren, noch Tamagotchi, noch Digitalthermometer, oder
ähnliche batteriebetriebene Geräte wären ohne die Microampere-Controller
je denkbar gewesen.
Daher haben Firmen wie EM Microelectronics, Holtek, Intersil, Ricoh
stets ein Alleinstellungsmerkmal für ihre, teilweise 4 bit, Produkte.
Ich wundere mich, warum Motorola, Intel, ehemals Microchip und Atmel,
jahrzehntelang so ignorant waren.
Ein Tamagotchi konnte nicht im Westen erfunden werden, weil die Technik
nicht vorhanden war, nur Japan hatte die Fähigkeiten.
Und - betrachten wir es realistisch - auch die Hochleistungsprozessoren
aus Smartphones wären mit Microamperetechnik endlich mal brauchbar und
nicht wie heute mehrmals täglich an der Ladestation, was eigentlich nur
ein Zeichen für unbrauchbaren Schrott ist.
Michael B. schrieb:> Ich wundere mich, warum Motorola, Intel, ehemals Microchip und Atmel,> jahrzehntelang so ignorant waren.
Wie kommst Du denn auf dieses schmale Brett?
Selbst der erste AVR von 1997 konnte schon:
Power Down Mode: <1 μA
Die AVRs werden oft in Batterieanwendungen eingesetzt, z.B. in IR-FBs,
Heizungsthermostaten usw.
Dafür ist auch ihr weiter Spannungsbereich (1,8..5,5V) ideal.
Jürgen Wissenhasser schrieb:> Wie viel Low Power ist wirklich gefragt und
Zeiten zwischen Batteriewechsel resp Aufladung:
mehrere Jahre (aka Jahrelang) an einer Knopfzelle für Batteriegeräte
3-7d (aka (Arbeitswoche) für Smartphones und so
8h (aka Arbeitstag) für Laptop
Für µC an Netz (Bord- oder Haus-): wurscht.
Peter D. schrieb:> Selbst der erste AVR von 1997 konnte schon:> Power Down Mode: <1 μA
Natürlich, im nutzlosen Mode ohne Takt, nur wake up per Interrupt an
bestimmtem Pin.
Typischer Fall von halbherzig implementiert, bzw. "wir haben nie ein
reales Produkt gemacht sondern bauen einfach mal was rein".
Mindestens ein LCD muss man bei Microampere bedienen können.
Aber mit dir als Beispiel versteht man schon warum die Hersteller so
ignorant waren. Sie sind genau wie du.
Michael B. schrieb:> Und - betrachten wir es realistisch - auch die Hochleistungsprozessoren> aus Smartphones wären mit Microamperetechnik endlich mal brauchbar
Und wie willst du WLAN und LTE Signale senden und empfangen und das
beleuchtete hochauflösende Display betreiben mit uA Verbrauch? Die
meisten Smartphones halten Tage bis Wochen wenn man alle Funk
Verbindungen abschaltet und das Display nicht ständig benutzt. Fast
Alles was sich da optimieren lässt ist schon optimiert.
Dr. Sommer schrieb:> Fast Alles was sich da optimieren lässt ist schon optimiert.
Glücklicherweise nicht.
Wie man an dummen Handys ohne smart sieht, die ehedem mit Glück 1 Woche
durchhielten, und heute problemlos 4 Wochen, neu mit gutem Akku auch 6
Wochen.
> Und wie willst du WLAN und LTE Signale senden und empfangen
Tja, erstens natürlich in dem die Schaltungen selbst weniger Strom
brauchen, da geht noch einiges, wie man an der Verlustleistungswärme
dieser Funktionsblöcke sieht.
Nur an der abgestrahlten Leistung lässt sich wenig ändern, ausser daß
man weniger oft sendet.
> und das beleuchtete hochauflösende Display betreiben mit uA Verbrauch?
Man sieht, es gäbe einen Markt für schnelle elektrophoretische
Farbdisplays.
Wie ich an meinem feststellen darf, ist übrigens OLED ein gigantischer
Stromfresser, das Displayprinzip braucht auf Grund der hochgradig
uneffizienten Umwandlung von Strom in Licht ein mehrfaches des Strom
eines hinterleuchteten TFT LCD.
> Die> meisten Smartphones halten Tage bis Wochen wenn man alle Funk> Verbindungen abschaltet und das Display nicht ständig benutzt.
Leider nein.
Marketeer schrieb:> Jürgen Wissenhasser schrieb:> Wie viel Low Power ist wirklich gefragt und>> Zeiten zwischen Batteriewechsel resp Aufladung:>> mehrere Jahre (aka Jahrelang) an einer Knopfzelle für Batteriegeräte> 3-7d (aka (Arbeitswoche) für Smartphones und so> 8h (aka Arbeitstag) für Laptop>> Für µC an Netz (Bord- oder Haus-): wurscht.
Für dich Vielleicht!
Dr. Sommer schrieb:> Und wie willst du WLAN und LTE Signale senden und empfangen und das> beleuchtete hochauflösende Display betreiben mit uA Verbrauch? Die> meisten Smartphones halten Tage bis Wochen wenn man alle Funk> Verbindungen abschaltet und das Display nicht ständig benutzt. Fast> Alles was sich da optimieren lässt ist schon optimiert.
Nö, ich hänge täglich mit Handy und Tablet am ladegerät. Und mein tablet
nutze ich nicht mal sonderlich.
Das tablet dient nur für die verdammt fehlerhafte app für eine
spielekonsole um nachrichten zu empfangen. (Im Durchschnitt 1-2 am Tag,
das ding hat nix zu tun, KEIN LTE/3G/UMTS... nicht mal SIM slot... ist
trotzdem dauernd leer. Selbst wenn die App für die Konsole nicht läuft,
der Akku schafft wegen 1000000 Updates am Tag keine 72 Stunden, selbst
dabei ist das Display aus! Aber kaum bekommt man eine nachricht Muss es
ans ladegerät!
Das kann's nun nicht sein, bei einem der "Hersteller" Mit S am anfang
des namen und kaufdatum 22.1.18!
Michael B. schrieb:> Natürlich, im nutzlosen Mode ohne Takt, nur wake up per Interrupt an> bestimmtem Pin.
Wieso nutzlos? Wacht bei Interaktion auf, tut seinen Job, legt sich
wieder hin. Wenn das für dich nutzlos ist, o.k., aber viele Anwender
finden das sehr brauchbar. Und ist z.B. in einer IR Fernbedienung
bestens zu nutzen.
> Aber mit dir als Beispiel versteht man schon warum die Hersteller so> ignorant waren. Sie sind genau wie du.
Völlig unnötig und nur streitsüchtig. Warum tust du das?
Michael B. schrieb:> Typischer Fall von halbherzig implementiert, bzw. "wir haben nie ein> reales Produkt gemacht sondern bauen einfach mal was rein".
Eher Du hast noch nichts wirklich mit AVRs gemacht.
Im laufenden Betrieb Strom sparen geht sehr wohl.
Entweder man betreibt in kurzzeitig mit hohem Takt, macht was und legt
ihn zeitweise schlafen oder mit niedrigem (32kHz Uhrenquarz), den man
noch weiter teilen kann. Kommt aber im Mittelwert aufs selbe raus.
> Peter D. schrieb:>> Selbst der erste AVR von 1997 konnte schon:>> Power Down Mode: <1 μA>>Natürlich, im nutzlosen Mode ohne Takt, nur wake>up per Interrupt an bestimmtem Pin.
Es gibt viele Applikationen, die haben nicht mehr Strom. An diesen Pin
kann zB eine RTC DS1302 oder so haengen. Die verbraucht vielleicht
200nA.
Den Controller laesst man zB einmal die Stunde Aufwachen. Dann checkt er
alles und geht wieder schlafen.
Du sendest zB Bananen ueber den Atlantik, und moechtest die Kuehlkette
verifizieren. Dh dein Logger muss dann vom Pfluecker, bis zum Supermarkt
durchlaufen. Im Kuehlraum, bei reduzierter Batteriekapazitaet.
Der Transport dauert zB 6 Wochen.
Mach mal.
Michael B. schrieb:>> Weder Digitaluhren, noch Tamagotchi, noch Digitalthermometer, oder> ähnliche batteriebetriebene Geräte wären ohne die Microampere-Controller> je denkbar gewesen.>>> Ein Tamagotchi konnte nicht im Westen erfunden werden, weil die Technik> nicht vorhanden war, nur Japan hatte die Fähigkeiten.
Aber Hallo, ist ja albern und in mehrfacher Hinsicht falsch...
Digitaluhren, Digital Thermo- und Multimeter, LCD-Taschenrechner gab es
bereits Jahrzehnte vor dem Tamagotchi. Auch aus eurpäischer,
amerikanischer sowieso, und sowjetrussischer Produktion.
Allerdings bezweifle ich stark, daß in all diesen Gerätschaften ein
Mikrocontroller arbeitete. In Quarzarmbanduhren und auch einfachen
Taschenrechnern und Multimetern jedenfalls mit Sicherheit nicht.
Doch sicher tun sie das. Ich kenne einen Programmierer, der immer nur 4
Bit CPUs programmiert. Mit extrem limitierten Resourcen. zB nur 16..32
byte RAM, usw. Aber wenn die Stueckzahlen in die Millionen gehen lohnt
sich eine Ersparnis von 1 cent pro stueck.
Wie, du möchtest also sagen, der jahrzehntelang mit Abstand am
häufigsten in Multimetern verbaute ICL7116 ist in Wirklichkeit ein (von
Deinem Freund) programmierter 4 bit Controller? :-) o.k. Alles klar!
Zu den frühen Taschenrecher ICs (und Chipsätze) gibts leider nur
Dokumentation in Papierform. Einen Link aufs PDF ist daher nicht
möglich.
Ich kann dir aber versichern, es waren gewiss keine Kontroller. So gut
wie alle arbeiteten mit Dezimalarithmetik auf Hardwareebene und 2 bis 4
Rechenregistern für BCDs in Displaylänge, bei besseren auch mal
Displaylänge+2
Michael B. schrieb:> Natürlich, im nutzlosen Mode ohne Takt, nur wake up per Interrupt an> bestimmtem Pin.
Oder per Watchdog. Und das genügt...
> Mindestens ein LCD muss man bei Microampere bedienen können.
...um z.B. genau dies tun zu können.
Das LCD muss nur alle paar dutzend ms mal "umgepolt" werden, das
"Umpolen" dauert zusammen mit dem Aufwachen und wieder Einschlafen bei
intelligenter Programmierung nur zwei Handvoll Takte. Sprich: Das LCD
wird ordentlich angesteuert, der Controller ist trotzdem 99,999% der
Zeit in energiesparender Vollnarkose.
> Aber mit dir als Beispiel versteht man schon warum die Hersteller so> ignorant waren. Sie sind genau wie du.Du bist einfach nur vollkommen unfähig. Sogar schon zu unfähig, um
auch nur das Potential einer Hardware zu erkennen, geschweige denn, so
eine Lösung korrekt umzusetzen.
Matthias S. schrieb:> Wieso nutzlos? Wacht bei Interaktion auf, tut seinen Job, legt sich> wieder hin. Wenn das für dich nutzlos ist
Ich schrieb, was nützlich ist: Ein (passives) LCD bedienen.
Peter D. schrieb:> Eher Du hast noch nichts wirklich mit AVRs gemacht.
Bedauerlicherweise zu viel, und watchdog als Taktgeber vergewaltigt.
Zieht leider zu viel Strom.
Comihistoriker schrieb:> Aber Hallo, ist ja albern und in mehrfacher Hinsicht falsch...> Digitaluhren, Digital Thermo- und Multimeter, LCD-Taschenrechner gab es> bereits Jahrzehnte vor dem Tamagotchi. Auch aus eurpäischer,> amerikanischer sowieso, und sowjetrussischer Produktion.>> Allerdings bezweifle ich stark, daß in all diesen Gerätschaften ein> Mikrocontroller arbeitete. In Quarzarmbanduhren und auch einfachen> Taschenrechnern und Multimetern jedenfalls mit Sicherheit nicht.
Nun, richtig, nicht in allen arbeiteten uC, manche verwendeten
Custom-ICs in CMOS Technik zu einer Zeit lange bevor es Microcontroller
in CMOS-Technik gab (der erste wird wohl RCA CDP1802 gewesen sein).
Aber ob Taschenrechner oder Thermometer, so weit weg waren die
stromsparenden Realisierungen nicht vom Microcontroller, ein ICL7106,
obwohl ein Meilenstein der Geschichte, brauchte einfach zu viel Strom.
Nur kam die erste batteriebetriebene LCD Armbanduhr (Seiko O6LC) halt
aus Japan, so wie der erste LCD Taschenrechner (Sharp EL-805 15mW
Stromaufnahme arbeitend, Sears M12 war netzbetrieben, Rockwell Dataking
hatte 2 x 9V Batterie aber Hintergrundlampen was stromsparen natürlich
ruinierte, Txas Instruments TI1030 kam erst 6 Jahre später) und der
Tamagotchi, und das lag NICHT daran, daß Intel, Motorola, TI,
GeneralInstruments keine leistungsfähigen Chips hatten - bloss zu
stromhungrige. Auch der CDP1802 war total ungeeignet.
Michael B. schrieb:> Auch der CDP1802 war total ungeeignet.
Mach dich nicht noch lächerlicher. Der CDP1802 ist selbst heute noch mit
etwa 1µA Ruhestrom ohne Takt und etwa 2-5mW Aufnahme bei 1Mhz Takt
durchaus konkurrenzfähig. Er hat genug Rechenleistung, um Satelliten zu
steuern und das einzige, was gewöhnungsbedürftig ist, ist sein
Befehlssatz.
https://en.wikipedia.org/wiki/RCA_1802http://www.cosmacelf.com/publications/data-sheets/cdp1802.pdf
Er ist zum Jupiter geflogen und powert bis heute diverse Satelliten.
Die Jungs, die die OSCARS gebaut haben, kann man auch nicht generell als
Idioten hinstellen, die haben das sicher genau durchdacht und ja auch
erfolgreich hinbekommen.
Michael B. schrieb:> Auch der CDP1802 war total ungeeignet.Matthias S. schrieb:> Mach dich nicht noch lächerlicher
Im Gegensazu zu dir kenne ich die Realität.
Zeige mir einen kommerziellen batteriebetriebenen Taschenrechner,
Thermometer, Tamagotchi mit dem COSMAC, nur zu, trau dich, belege dein
arrogantes freches Auftreten hier.
Jürgen Wissenwasser schrieb:> Wie viel Low Power ist wirklich gefragt
Eine Frage der Anwendung und Energiequelle. Ich habe zum Beispiel einen
10Ah Bleiakku zu überwachen. Ein Arduino-Uno, wie es die
c't-Make-Schwachköpfe letztes Jahr vorgeschlagen haben, braucht um 30mA
... nach 14 Tagen ist der komplett leer. Mit einem Tiny kommt man auf
einstellige µA, sogar 10µA ergeben schon über 100 Jahre, da sind Akku
und Besitzer schon lange tot = Sinnlos.
Also schätze ich Aufwand und Nutzen ab und bin mit hoch zweistelligen µA
zufrieden.
> Für Hobbiisten ist Low Power zwar nett, aber ich denke, die Frage nach> Kosten ist beim Hobby fehlplatziert.
Die Bauteilekosten sind in gewissen Grenzen zu vernachlässigen.
Marketeer schrieb:> Für µC an Netz (Bord- oder Haus-): wurscht.
Das sehen leider viele Industriepfuscher so und mussten erst per
EU-Regel gezwungen werden. Ich will für meine Garagentorfernbedienung
nicht über Jahrzehnte 10 Watt Anschlußwert = 88kWh/a bezahlen, da habe
ich mir seinerzeit etwas mehr Mühe gegeben.
Bei anderen Geräten, die nur ein paar Stunden pro Jahr laufen, ist es
mir einigermaßen egal. Oder auch nicht, Leistung ist abzuführende Wärme
und diese Lebensdauer.
> Wie viel Low Power ist wirklich gefragt und> was ist davon nur Marketing?
So wenig wie nur irgend moeglich. Denkt mal an die SEHR grosse Welt der
industriellen Messtechnik mit der 4-20mA Schnittstelle. Da habt ihr
3.6mA/10V zur Verfuegung und je weniger ist verbraucht um so mehr
Funkionalitaet koennt ihr einbauen. Da kann es schonmal sein das es in
Meetings um uA geht!
Olaf
Ein paar typische Lowpower Anwendungen :
Eine Personenwaage soll durch Antippen laufen, ohne Batterie, ohne
nichts. Die Energie kommt von einem Piezopuls beim Antippen.
Ich moechte Informationen ueber Zugvoegel. Ein paar Voegel sollen einen
GPS Logger tragen. Auch wenn das GPS 300mA zieht, muss es ja nicht
dauernd laufen. Nun muss man Samplingzeiten definieren, sodass man
genuegend Punkte bekommt.
Ein Sensornetzwerk soll Umweltdaten sammeln und per Funk kommunizieren.
Das Funkmodul zieht einiges an Strom, muss aber nicht immer laufen. Das
Powerangebot ist von den Umweltbedingungen abhaengig. zB Solarzellen und
einer kleiner Akku. Wie muss das Netzwerk kommunizieren, um ein Maximum
an Daten zuverlaessig transportieren zu koennen. zB minimal nur zur
vollen Stunde waehrend 10 Sekunden. Nach wie vielen Tagen sind die Uhren
auseinandergelaufen ?
Herrschaften, ich glaube bis auf Manfred hat kein Schwein kapiert worum
es geht:
Die Frage war, was von den Low-Power-Möglichkeiten in MCUs (nicht ASIC)
im industriellen (!) Maßstab gefragt ist.
Mit Ausnahme der Antwort von Manfred muß ich feststellen, daß die
wenigsten sinnerfassend die Frage gelesen haben geschweige denn selbst
mit dem Thema "Low Power MCU" in Berührung gekommen sind.
@ Olaf: Wenn ein System 4 oder 20mA ziehen darf/muß, dann brauchen wir
nicht über Low Power im einstelligen µA-Bereich zu reden, wenn schon
Automative Grade-LDOs mehrere 10 µA Ground-strom ziehen.
