Stromaufnahme weiter senken

OP #7848021

Hallo Gmeinde,

ich habe mir folgende kleine Schaltung ausgedacht. Es ist ein Counter, der nach Betätigen der Start-Taste, eine definierte Zeit runter zählt und danach abschaltet. Das geschieht, indem Port6 von LOW auf HIGH wechselt. Die Bauteile wurden mehr oder weniger willkürlich gewählt, da ich diese gerade zur Hand hatte. Die Schaltung funktioniert soweit einwandfrei, aber die Ruhestromaufnahme beträgt immerhin noch 300µA. Hat jemand eine Idee, wie man diese weiter senken kann? (Ich möchte kein Relais einsetzen.)

Gruß Lothar

Angehängte Dateien:

Lothar K. schrieb:

Die Bauteile wurden mehr oder weniger willkürlich gewählt, da ich diese gerade zur Hand hatte.

Verwendest du also wirklich diesen ATMega oder nicht?

Hat jemand eine Idee, wie man diese weiter senken kann? (Ich möchte kein Relais einsetzen.)

Alle Sleepmodes des Atmega schon ausgenutzt? Keinen Atmega nehmen.

Lothar K. schrieb:

ich habe mir folgende kleine Schaltung ausgedacht

Die Schaltung funktioniert nicht. Die Spannung am ATMega geht nicht auf 0V zurück. Miss halt mal nach.

Du möchtest auch nicht mehr wissen, ob der Taster erneut gedrückt wird wenn eingeschaltet (z.B. zum stoppen) ?

Die üblicheren Schaltungen mit ab 2.5V durchschaltendem PMOSFET

1
   +--------------------------+
2
   | AFP7401S                 |
3
   I|---1k---+----+        +-----+
4
  S|         |    |        |     |
5
   +--100k---+    |        | uC  |
6
 + |         |    >|--10k--|     |
7
Batterie  Taster E|        +-----+
8
 - |         |    | BC547     |
9
   +---------+----+-----------+

aus der Sammlung in https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.29.1

ab 'Wenn ein uC dranhängt'. Dort auch Schaltungen um per Tadter wieder ausschalten zu können.

Beitrag #7848035 wurde von einem Moderator gelöscht.
OP

Ich hab mir schon gedacht, solche Antworten zu erhalten. (30 Sek. nach dem Posten.) @Michael Die Schaltung funktioniert soweit schon, Ich werde Deinen Ansatz dann gleich mal testen. Ich habe noch ein paar A19T zur Hand. Die sollten das gleiche tun.

Die Taste ist nur zum Einschalten gedcht. Mehr muss sie nicht tun. Nach Ablauf der Zeit sperrt der Mosfet und die Schaltung schltet ab. Was soll ich da mit einem Shlafmodus?

@Csyblord Warum sollte ich falsche Informationen posten? Das Teil befindet sich auf einem ARDUINO MINI. Der lag noch rum.

Gruß Lothar

Lothar K. schrieb:

@Csyblord Warum sollte ich falsche Informationen posten? Das Teil befindet sich auf einem ARDUINO MINI. Der lag noch rum.

Weil du explizit schreibst du hättest nur irgendwelche Bauteile genommen und viele Leute Zeichnen Schaltpläne mit dem was sie grade in der lib haben und nicht was die wirklich verwenden.

Aber bei deinem Vorgehen frage ich mich, wie du jetzt das letzte µA rausquetschen willst, wo du doch einfach irgendeinen Arduino nimmst. Das passt nicht.

Wenn es dir um eine möglichst geringe Stromaufnahme geht, dann wäre der 1. Schritt eine Custom Hardware mit stromsparenden Bauteilen und allgemein wenig Bauteilen.

Und btw. der Schaltplan ist ja auch wieder gelogen, weil eben kein nackter Atmega sondern ein fertiges Board zum Einsatz kommt. Gerade in punkto Stromaufnahme ist das von erheblicher Wichtigkeit. Deshalb taugen mal schnell so ca. hingeschmierte Schaltpläne einfach wenig.

Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite

Lothar K. schrieb:

ich habe mir folgende kleine Schaltung ausgedacht.

Es ist eine sehr, sehr ungeschickte Idee, einem µC den GND wegzuschalten.

Denn alle Angaben in dessen Datenblatt beziehen sich auf diesen GND. Und welchen Pegel hat der GND, wenn du ihn einfach hochohmig abschaltest?

Ein Tipp: es ist nicht Vcc, denn im Handumdrehen fängt man sich da einen parasitären Versorungspfad ein.

Gast

Weil du dem AVR die Stromversorgung am GND Pin weg nimmst, liegt dieser nun auf ca. 4 Volt, nicht 0 Volt!

Der Eingang D6 ist über die Widerstände mit dem Minuspol der Batterie verbunden, also nun erheblich niedriger als GND (des Mikrocontrollers). Das ist unzulässig. Genau dort fließt der unerwartete Strom.

Abgesehen vom Schaltungsfehler ist sie auch vollkommen unnötig, denn ein AVR nimmt im Ruhezustand weniger als 1 Mikroampere auf. Man muss ihn nur richtig programmieren, und ein Modul verwenden, dass für diesen Anwendungsfall geeignet ist.

Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:

Genau dort fließt der unerwartete Strom.

Das rechne einmal vor.

Etwa 0.7V bleiben an der BE-Strecke vom BJT hängen, bleiben also maximal 3.5V für den 42kΩ Widerstand. Ich nehme mal an, dass für den das ohmsche Gesetz gilt, was dann zu einem Strom von 83µA führen würde und nicht zu 300µA.

Einen MOSFET mit der Typenbezeichnung A09T gibt es nicht. Das Datenblatt würde wahrscheinlich enthüllen, dass der gar nicht richtig dicht ist.

Gast

Rainer W. schrieb:

Das rechne einmal vor.

Das lasse ich lieber. Ich vermute, dass der Transistor zu schwach angesteuert wird und daher der MOSFET nicht ganz aus schaltet. Aber das weiter aus zu diskutieren halte ich ohne ordentliche Messungen für Zeitverschwendung.

Gast

Rainer W. schrieb:

Aber du stimmst mir doch wohl zu, dass die 300µA nicht durch den IO-Pin und den 42kΩ Widerstand fließen können.

Ja. Da sind entweder noch weitere Strompfade oder die Messung war Murks. Aber egal, die Schaltung kann eh nicht richtig funktionieren.

Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:

Ja. Da sind entweder noch weitere Strompfade

Das meine ich mit "MOSFET nicht richtig dicht".

Eine einfache Messung der Spannung zwischen Gnd-Pin des µC und dem negativen Pol des Akkus würde schon einiges verraten. Die U_GS wäre bei der Gelegenheit auch gleich zu messen. Das Spannungsmessgeräte sollte für beide Messungen halbwegs hochohmig sein.

Die U_GS(th) des MOSFETs ist für einen Strom von 250µA angegeben.

Spannende Schaltung. Auch wenn sie "außerhalb der Spezifikation" ist, weil der Ground weggeschaltet wird und dann D6 das niedrigste Potential vom Controller hat. Macht nix, der hat (hoffe ich) Schutzdioden, und die (hoffe ich) können die <100µA locker verkraften. Aber wo kommen die 300µA her? Mein Ansatz wäre: Multimeter nehmen und messen, welche Spannungen am Kollektor (soll: nahe 0V) und am Drain (Soll: >3V) stehen. Und mit dem Oszi schauen, ob die Spannungen still sind, oder etwas oszilliert. Allein aus der Schaltung seh ich kein offensichtliches Problem.

Georg M. schrieb:

Das ist schon etwas anderes als der Mikrocontroller allein.

Erzähl mal genauer: Wenn der TO ihn mit 4.2V betreibt, wird er ihn wohl kaum über den RAW-Eingang mit Spannung versorgen und SJ1 hoffentlich offen haben. Damit wäre die Power-LED ebenfalls abgeklemmt. Außer SCK, der hoffentlich nicht gerade als aktiver Push-Pull Ausgang oder Input-Pullup konfiguriert wurde, ist da nichts zu sehen, was den Arduino Pro Mini stromverbrauchsmäßig von einem nackten µC unterscheidet - einfach mal in den Schaltplan gucken. https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/Arduino-Pro-Mini-schematic.pdf

Uwe schrieb:

Aber wo kommen die 300µA her?

Er benutzt ja eben nicht den nackten AtMega sondern ein Entwicklungsboard. Dort liegt wohl noch ein USB2Serial Konverter rum, ein LDO mit Ruhestrom, oder andere Pullups/Pulldowns die er im Schaltplan ausgelassen hat "weil es nichts damit zu tun hat".

Edit: Rainer war schneller. Jedenfalls bringt es nichts darüber zu werweißen, wir haben ja noch nicht mal ein Bild vom Aufbau gesehen.

Uwe schrieb:

Spannende Schaltung. Auch wenn sie "außerhalb der Spezifikation" ist,

Du bist milde gegenüber Murks.

Klar fliessen 65uA aus D6 in die Basis des BC547, die über den 470k abfliessenden 1.5uA ändern daran nichts.

Der BC547 schickt verstärkt die 66uA durch 270k, produziert dort Spannungsabfall und der MOSFET steuert nicht mehr ganz zu, im Gegenteil, eher auf.

Typischer Murks von Leuten die so ahnungslos sind dass sie nicht wissen dass man IC nicht Masse wegschaltet während Pins noch mit einer Schaltung mit Bezug auf eben jene Masse verbunden sind, weil dann Strom aus diesem Pin Richtung Masse fliesst.

Aber Lothar ist ja überzeugt dass er alles richtig macht und er nix mehr lernen muss.

Michael B. schrieb:

Der BC547 schickt verstärkt die 66uA durch 270k, produziert dort Spannungsabfall und der MOSFET steuert nicht mehr ganz zu, im Gegenteil, eher auf.

4V/270k ist 15µA. Hat der NPN so wenig Stromverstärkung unter diesen Bedingungen, dass er mit 60µA Basisstrom die 15µA Kollektorstrom nicht aufbringen kann? Ich würde mutmaßen: Er kann das, am Kollektor liegen unter 0.5V, und der FET sperrt perfekt. Aber: irgendwo ist der Fehler, also messen.

Michael B. schrieb:

Du bist milde gegenüber Murks.

Stimmt :-) Weil mancher "Murks" ja auch einen Funken Genialität enthält.

Idee: Die 60µA laden den C, der den Controller stabilisiert, langsam auf. Die Spannung an der Basis sinkt. Der FET lässt die 300µA durch, das reicht aber nicht dass der Controller startet, und dieser "Schwebezustand" bleibt bestehen. Abhilfe: Parallel zum Controller 1k Lastwiderstand, dann ist der sauber aus, wenn er aus sein soll. Und der Basiswiderstand bekommt U_batt minus 0.7V, so dass der FET sauber aus ist.

Georg M. schrieb:

Jetzt ist mir aufgegangen: der ausgeschaltete Mikrocontroller soll diesen Zustand aktiv aufrechterhalten.

"Aktiv" in dem Sinn, dass er ca. 60uA von VCC zu D6 durchleitet, ohne einen Ground zu sehen. Läuft damit der Quarz schon an? Wenn der Controller in diesem Zustand einfach "passiv" wäre (wie ein Widerstand zB 10kOhm), dürfte die Schaltung funktionieren. Aber es ist komplexer...

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