Hallo allerseits,
vorweg, ich habe bereits den Artikel Versorgung aus einer Zelle
durchgearbeitet, dennoch konnten nicht alle meine Fragen geklärt werden
(bzw.: ich habe eher Fragen zur praktischen Durchführung).
Ich möchte gerne den GPS Logger nachbauen, dabei aber auf normale
AA-Zellen (Akku oder Batterie) zurückgreifen. Als GPS-Empfänger möchte
ich das Innenleben einer GPS-Maus (RoyalTek RGM-2000) verwursten. Diese
benötigt laut Aufdruck 5V und 0.2A, gemessen habe ich einen
Stromverbrauch von 120mA. Allerdings soll sie wohl einen integrierten
Spannungswandler haben, welcher sie mit 3,3V versorgt. Da ich noch nicht
genau weiß wieviel Strom die gesamte Schaltung ziehen wird wollte ich
mal "optimistisch" mit 300 bis 400 mA rechnen.
Ich habe nun gelesen, dass man bei der Spannungsversorgung keine
Fallunterscheidung machen sollte. Daher war meine erste Idee zu
versuchen den Spannungswandler der Maus zu umgehen und sie direkt mit
3.3V zu versorgen, so dass ich anschließend µC + Maus mit 3.3V versorgen
kann.
Im Artikel wird ein LF33CV verbaut, somit benötige ich mindestens 3.75V
Spannung. Das sollte sich mit vier AA-Zellen erreichen lassen, da die
Gesamtspannung ja erst unter 3.75V einbrechen sollte wenn ohnehin fast
100% der Kapazität entladen wurden (oder irre ich mich?). Wie sieht es
in dem Fall mit einem Tiefentladungsschutz für Akkus aus, benötigt man
den überhaupt und falls ja, wie setzt man so etwas um?
Meine zweite Überlegung war, einen Step-down einzusetzen, aber so wie
ich das sehe macht das keinerlei Sinn, da die Eingangsspannung einfach
zu nah an der Ausgangsspannung liegt.
Bleibt die letzte, auch im Artikel erwähnte, Methode zwei Zellen zu
nehmen und mit einem Step-up zu arbeiten. An der Stelle habe ich nun
einige Probleme. Zunächst einmal bin ich noch eher Anfänger und möchte
mir ungerne teure ICs kaufen nur um sie dann womöglich zu braten. Dann
würde ich gerne bei Reichelt bestellen, einfach weil die mir relativ
günstig erscheinen und für mein Vorhaben quasi alles bieten (plus noch
ein paar andere Dinge die ich für andere Baustellen benötige). Damit
fallen viele der im Artikel erwähnten Step-ups raus, einfach weil es sie
bei Reichelt nicht gibt. Interessant erscheint mir hier der PR4404, da
er günstig ist und bis 300mA liefern kann. Allerdings gibt es den nicht
in DIP (fände ich als Anfänger praktischer) und auch hier stellt sich
die Frage nach einem Tiefentladungsschutz.
Zu welcher Variante würdet ihr mir raten, bzw. was macht als
Spannungsversorgung mehr Sinn? Wie gestaltet man einen halbwegs
effizienten Tiefentladungsschutz, ich konnte hierzu bisher nichts
Gescheites finden, weiß aber auch nicht, ob ich "richtig" gesucht habe.
Es geht mir nicht um das letzte Quäntchen Effizienz, ich möchte aber
auch nicht, dass die AA-Zellen nach zehn Minuten leer sind, es sollte
schon möglich sein über ein paar Stunden loggen zu können. Gibt es evt.
andere, günstige Step-ups die für mein Vorhaben geeignet sind oder ist
der PR4404 schon in Ordnung?
Danke für eure Zeit,
Steven
Guten Morgen allerseits,
nachdem ich jetzt mal eine Nacht drüber geschlafen habe werde ich das
Ganze nun wohl wie folgt umsetzen:
Ich werde für den Anfang eine Spannungsversorgung aus vier Zellen
mittels LF33CV machen. Da ich nur einen Betrieb mit Akkus plane könnte
ich so einen Wirkungsgrad zwischen 68 und 88 Prozent erreichen, was für
den Anfang ganz ok ist. Die Spannungsversorgung werde ich jedoch modular
gestalten, sprich den LF33CV samt Hühnerfutter auf eine extra Platine
und per Buchsenleisten an die Hauptplatine anstöpseln. Dadurch kann ich
dann, wenn ich später Lust, Zeit und Geld habe, auch Schaltregler usw.
einsetzen.
Gruß,
Steven
Ein voll geladener Akku hat etwa 1,45V. Das 4er-Pack hat demnach 5,80V.
Der Wirkungsgrad bei voll geladenen Akkus beträgt dann weniger als
3,3/5,8 = 56%
Mit einem einfachen Schaltregler MC34063 (Alternativen gibt es zu Hauf,
z.B. National Simple Switcher oder was von LT) kommt man über den
gesamten Spannungsbereich auf etwa 80% Wirkungsgrad. Der MC34063 ist
billig und einfach in der Verwendung. Ein paar Elkos mit niedrigem ESR,
eine Spule, Spannungsteiler für Ausgangsspannung. Bekommt man zusammen
für 2-3Eur.
Ein Designtool findest Du hier:
http://www.nomad.ee/micros/mc34063a/index.shtml
Da der MC34063 mindestens 3V benötigt, könnte man versuchen, ganz ohne
Spannungsüberwachung zu arbeiten. Dabei ist die Ausgangsspannung auch
schon jenseits der 3.3V... Um die Akkus mit einem Schaltregler wirklich
vollständig zu Entladen macht man daher einen SPIC-Wandler rein, der
sowohl runter als auch rauf regeln kann.
Ansonsten würde ich die Eingangsspannung entweder mit einem freien
Analog-Input eines Controllers messen (oder nur die Schaltschwelle über
den Internen Komparator eines ATTiny bzw. AT89C2051 auswerten) oder mit
einem externen Komparator bestimmen. In die +-Leitung kommt ein P-Kanal
MOSFET (Logic-Level-Typ), Source an +, Drain zum Regler. Über einen
Taster zieht man das Gate gegen Masse und schaltet das Gerät so ein.
Danach zieht der Controller oder der Komparator den Pin weiter gegen
Masse, solange die Eingangspannung über 0,8V/Zelle liegt.
unn tschuess
Bernhard
Hallo,
danke für deinen Beitrag.
Als Akkus kommen NiMH zum Einsatz, diese sollen ja nicht unter 1V pro
Zelle entladen werden, damit habe ich im schlechtesten Fall 4V.
Allerdings benötigt der MC34063 bei 3.3V am Ausgang eine
Eingangsspannung > 4.6V (3.3V + 1.3V interner Darlington). Somit würde
das Ganze ja schon bei einer Zellenspannung von 1.15V abschalten.
Das scheint aber, wenn ich mir die Entladekurve von NiMH anschauen, erst
der Fall zu sein, wenn die Akkus ohnehin zu ~90% entladen wurden. Bei
Batterien ist dies wegen der linearen Entladekurve bereits früher der
Fall, für mich jedoch eher weniger relevant da ich hauptsächlich mit
NiMH arbeiten möchte.
Somit müsste ich den MC34063 doch so oder so als Buck-Converter
betreiben können, oder?
