CMOS-RAM puffern

OP #7428327

Hallo,

ich bin ein riesiger Fan der CMOS 4000er-Reihe. Grund: Ich habe nach fast 50 Jahren (Zwangs)Pause seit kurzem wieder mit dem Elektronik-Basteln begonnen und möchte sehr gerne da weiter machen wo ich damals aufgehört habe.

Ein kleines Projekt an dem ich gerade arbeite ist eine Art 4-Bit Modell- oder Lern-Computer, der fast ausschließlich diskret mit CMOS ICs der 4000er-Reihe aufgebaut werden soll (Details hierzu kann ich bei Interesse gerne an anderer Stelle wiedergeben). Wie jeder Computer soll auch dieser "ModComp" einen (kleinen) Speicher bekommen, der entweder aus 4 x 4505 (64 x 1 Bit SRAM) oder 1 x PCD5101P (256 x 4 Bit SRAM) bestehen soll. Welche Bausteine auch immer, der Inhalt des/der RAMs soll nach dem Abschalten des "Computers" (zumindest ein paar Tage lang) erhalten bleiben. Einfach eine Knopfzelle zwischen VCC und Gnd hier anzuschließen halte ich für Quatsch, weil sie den gesamten anderen Teil der Elektronik mitversorgen müßte, dann wäre sie in höchstens 5 Minuten leer.

Hat Jemand eine Idee/Erfahrung wie ich das Problem lösen könnte? Antworten würden mich sehr freuen.

Gruß Rüdiger

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Gast

In einfachsten Fall trennst du die beiden Stromversorgungen mit Dioden, z.B. 1N4148:

1
 
5V Netzteil o-----|>|-----+

2
 
                          |

3
 
4,5V Batterie o---|>|-----+------o VCC vom RAM IC

Wichtig ist nur, dass die Batteriespannung niedriger ist, als die vom Netzteil aber noch hoch genug, um das RAM zu versorgen.

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Rüdiger H. schrieb:

Einfach eine Knopfzelle zwischen VCC und Gnd hier anzuschließen halte ich für Quatsch, weil sie den gesamten anderen Teil der Elektronik mitversorgen müßte, dann wäre sie in höchstens 5 Minuten leer.

Entkopple die Versorgungsspannungen mit zwei geeigneten Schottky-Diode.

Eine kommt zwischen Knopfzelle und den VCC-Anschluss Deiner SRAMs und eine kommt zwischen die restliche Versorgungsspannung und den VCC-Anschluss Deiner SRAMs.

Bedenke allerdings, wie sich Deine SRAMs verhalten, wenn alle ihre Eingänge auf Low-Pegel liegen; wenn sie diesen Zustand für einen Lesezugriff halten, werden sie aktiv an ihren Ausgängen Spannung anlegen, was für Deine Knopfzelle abträglich ist.

Du brauchst also SRAMs, die über einen active-High-Enable/Chipselect verfügen, oder Du musst eine entsprechende Schaltung aufbauen und diese ebenfalls mit Deiner Knopfzelle puffern.

(Eine Alternative zur Wegwerfknopfzelle ist ein Goldcap-Kondensator, so etwas gibt es mit mehreren Farad Kapazität, womit sparsame SRAMs über Wochen/Monate mit Spannung versorgt werden können. Allerdings musst Du bei Anliegen der "richtigen" Versorgungsspannung auch dafür sorgen, daß der Goldcap aufgeladen wird ...)

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Gast

Ich möchte ergänzen:

Die 1N4148 ist keine Shottky Diode. An ihr fallen ca. 0,7 Volt ab.

Es gibt Shottky Dioden mit weniger Spannungsabfall, die daher weniger Seiteneffekt haben. Aber nicht alle haben weniger Spannungsabfall (schau ins Datenblatt). Außerdem haben manche Shottky Dioden einen beträchtlich hohen Leckstrom (in rückwärts Richtung), was du insbesondere bei Nutzung von Knopfzellen vermeiden willst.

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Gast

Tim S. schrieb:

1
 
 5V o---|>|---+---o RAM

2
 
       Diode  |

3
 
              |

4
 
              ----o 4xNiMH

5
 


6
 
 Low-Drop-Diode

Das gefällt mir gar nicht. Hier wird nämlich der Akkupack geladen, aber ohne definierte Strombegrenzung. Solche auf Kante genähte Schaltungen neigen dazu, später Probleme zu bereiten.

Alternative:

1
 
 5V o---|>|---+-----------o RAM

2
 
       Diode  |

3
 
              |

4
 
              +---[===]---o 4xNiMH

Der Widerstand begrenzt den Ladestrom. Wenn die sonstige Schaltung um den RAM herum korrekt ist, dann nimmt dieser nach dem Abschalten der Stromversorgung nur noch sehr wenig Strom auf, so dass der Spannungsabfall am Widerstand (bei Versorgung durch den Akku) egal ist.

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M48Z12-70PC1 ist ein 2Kx8 RAM mit aufschnappbarer Knopfzelle und mit der nötigen Umschalt- und Schreibschutzlogik auf dem Chip. Es gibt auch noch ein paar ähnliche Modelle in der M48Z Familie. Oder als M48T mit eingebauter RTC.

Nachteil: nur 5V±10%, aber das ist auch schon das modernste daran. Die stammen ungefähr aus der gleichen Zeit wie die CD4000B.

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(Firma: matzetronics)

Wenn das ganze Dings mit CMOS aufgebaut wird und man den Takt stoppt, muss man da nichts extra puffern. Es fliessen lediglich geringe Leckströme und man kann die ganze Kiste mit einer oder zwei LiIon Zelle bis in alle Ewigkeit puffern.

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Matthias S. schrieb:

Wenn das ganze Dings mit CMOS aufgebaut wird und man den Takt stoppt, muss man da nichts extra puffern. Es fliessen lediglich geringe Leckströme und man kann die ganze Kiste mit einer oder zwei LiIon Zelle bis in alle Ewigkeit puffern.

LEDs und Displays abschalten.

Ein olles Nokia Handy läuft ohne SIM-Karte mit altem Akku auch mehrere Wochen.

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