Ich suche nach einem möglichst kleinen, billigen Mikrocontroller zum direkten Betrieb an einem sehr kleinen LiIon Akku mit möglichst geringem Stromverbrauch. Jedes nA zählt. Er soll im Prinzip nur sekundengenau mitzählen, wann und wie lange ein Eingangskontakt geschaltet wird und max. 100 Ereignisse zum späteren Auslesen zwischenspeichern. Die ATTtiny haben ja leider einen vergleichbar hohen Stromverbrauch, für die Low Power STM32 Varianten bräuchte ich einen LDO und noch ein paar Pegelwandler zur Kommunikation mit den restlichen Schaltungsteilen. Gibt es noch Alternativen mit breiterem Betriebsspannungsbereich?
Jedes nA zählt.
Das ist Quatsch. 1nA bei 3,3V sind 3,3GΩ. Die Leckströme sind praktisch nicht beherrschbar.
Das war auch eher bildlich gesprochen, aber es macht einen Unterschied ob 100nA oder 500nA.
Ein ATtiny85 braucht im Power-down typisch 150nA und kann per Interrupt aufwachen. Und als RTC z.B. RV-3028-C7 mit 45nA.
Ich suche nach einem möglichst kleinen, billigen Mikrocontroller zum direkten Betrieb an einem sehr kleinen LiIon Akku mit möglichst geringem Stromverbrauch.
Warum schreiben neuerdings so viele, sie wollen etwas "möglichst" kleines, großes, leichtes, hohes oder irgendwas "möglichst" sonstiges?
Warum werden nicht einfach numerische Werte angegeben?
Etwa so was einfaches wie: der Akku hat 50mAh und die Anwendung soll damit 2 Jahre damit laufen.
Denn wenn irgendwas "möglichst" irgendwas anderes sein soll, dann wird es automatisch möglichst teuer oder gar unrealisierbar.
Die ATTtiny haben ja leider einen vergleichbar hohen Stromverbrauch
Verglichen womit? Ich habe einen "Übungstimer" mit einem Tiny, der läuft seit Jahren an einer CR1632 Zelle. Die meiste Zeit schläft er und fragt nebenher einen Taster ab. Wenn der gedrückt ist, dann geht es los.
Er soll im Prinzip nur sekundengenau mitzählen, wann und wie lange ein Eingangskontakt geschaltet wird und max. 100 Ereignisse zum späteren Auslesen zwischenspeichern.
Beispielsweise EFM32 im PowerMode EM4, da geht dann nur noch Reset. https://www.silabs.com/documents/public/white-papers/efm32-gecko-32-bit-microcontroller-introduction.pdf
Dein Eingangssignal löst einen Reset aus (ggf. beide Flanken), der Controller liest eine interne/externe RTC aus und packet die Zeit in ein internes/externes RAM. Ob RAM und RTC extern erforderlich sind ergibt sich aus dem Datenblatt.
Oder Du stellst einen TPL5110 auf deine gewünschte Zeitauflösung und lässt einen solchen uC periodisch aufwecken. Der schaut dann am Pin ob Eingang gesetzt oder nicht und erfast die Zeit.
Stelle dich auf interessante Erfahrungen ein, was da so alles deine Stromausnahme beeinflusst. Es sind nicht nur die offensichtlichen Baustellen.
Und bevor Du dich um das letzte Nanoampere sorgst schau Dir mal die Selbstentladung der Batterie an, vor allem im geplanten Temperaturbereich.
Gibt es keine Microcontroller, deren interne RTC einen (annähernd) mit einer externen RTC vergleichbaren Stromverbrauch hat? Die Spezifikation mit den "geringst möglichen" kommt übrigens daher, das wir kein Großkonzern sind, in dem monatelang bei Kaffee und Keksen Spezifikationen entwickelt werden. Und die Sache anständig zu erledigen, sollte nicht viel aufwändiger und teurer sein als irgendwas hinzubasteln. Der Einwand mit der Selbstentladung ist zwar richtig, aber trotzdem kann die Elektronik selbst möglichst wenig Strom verbrauchen, dann dominiert die Batterieselbstentladung die Lebenszeit, passt. Leckströme in Kerkos und u.A. durch Fingerabdrücke auf der Platine sind mir auch bekannt.
Gibt es keine Microcontroller, deren interne RTC einen (annähernd) mit einer externen RTC vergleichbaren Stromverbrauch hat?
Es gibt RTC von 65 bis ~1000 nA, mit welcher vergleicht Ihr?
Die Spezifikation mit den "geringst möglichen" kommt übrigens daher, das wir kein Großkonzern sind, in dem monatelang bei Kaffee und Keksen Spezifikationen entwickelt werden.
Was hat das mit Groß & Klein zu tun? In einem anständigen Entwicklungsprozess werden zuerst die Anforderungen definiert und dann losgelegt. Welchen Sinn macht es, sich um 100er nA Gedanken zu machen, wenn die Einsatzdauer des Geräts <10 Jahre ist? Rechne doch mal aus, wie weit du mit 1µA Dauerstrom und einer CR2032 kommst, der Ruhestromverbauch der RTC ist nicht Dein Problem...
Gibt es keine Microcontroller, deren interne RTC einen (annähernd) mit einer externen RTC vergleichbaren Stromverbrauch hat? Die Spezifikation mit den "geringst möglichen" kommt übrigens daher, das wir kein Großkonzern sind, in dem monatelang bei Kaffee und Keksen Spezifikationen entwickelt werden.
Irgendeine Vorstellung mit konkreten Zahlen wird es aber trotzdem geben ...
Neben dem Aspekt "möglichst gut" bedeutet in der Regel auch "unendlich teuer" ist eine derartige windelweiche Aufgabenstellung auch eine Unverschämtheit allen freiwilligen Beitragenden gegenüber.
Da überlegen einige, ob ihnen was einfällt, obwohl mit einer Angabe <500nA vielen klar wäre, da können sie nichts beitragen. Verschwendete Zeit. Wieder andere kennen vielleicht welche mit <10nA und schreiben dazu, aber viel zu teuer. Wieder verschwendete Zeit.
Mit einer Angabe "max. 1µA, besser 100-200nA" im Titel bekommst du schneller und zielgerichteter Antwort. Und sei es auch ein geht nicht. Ganz ohne bekommst du gar keine ...
Ich habe im Prinzip ach dem Mikrocontroller mit der geringsten Leistungsaufnahme gefragt, absolute Werte sind da doch irrelevant. Wieso sollte ich einen "schlechteren" nehmen, wenn ich die Wahl habe?
MSP430 gibt es mit interner RTC und FRAM. Kannst Du die Versorgung nicht über eine separate Knopfzelle machen, dann brauchst Du keinen LDO.
Gast
#7641812
Warum schreiben neuerdings so viele, sie wollen etwas "möglichst" kleines, großes, leichtes, hohes oder irgendwas "möglichst" sonstiges?
Weil genug nicht genug ist. Man will nur noch superlative.
Gast
#7641813
Die Spezifikation mit den "geringst möglichen" kommt übrigens daher, das wir kein Großkonzern sind...
Und die Sache anständig zu erledigen, sollte nicht viel aufwändiger und teurer sein als irgendwas hinzubasteln.
Für die gewünschte maximale Optimierung habt ihr also weder Zeit noch Geld. Frage besser: "Wie wenig Stromaufnahme ist mit geringem Aufwand erreichbar?"
Ein STM32L010 nimmt im STOP Modus mit laufender RTC weniger als 1µA auf.
Natürlich sind Zeit und damit Geld Mangelware, muss ja jemand erwirtschaften, und das wird immer schwerer. Also wie wenig Stromverbrauch ist mit etwas Hausverstand und ohne auf teure (unter 2€ Nauteilkosten bei 1k wären nett) Bauteile zurückgreifen zu müssen, für einen MC mit RTC drinnen?
Gibt es keine Microcontroller, deren interne RTC einen (annähernd) mit einer externen RTC vergleichbaren Stromverbrauch hat?
Nein. Denn das ist eine ganz andere Fertigungstechnik. Beim µC kommt es auf Rechenleistung an. Bei der RTC auf Störsicherheit bei geringster Stromaufnahme.
Nicht umsonst gibt es noch viele extra RTCs, die dann auch extra stromsparend sind. Die wären schon ausgestorben, wenn ein µC das gleich gut eingebaut hätte.
Die rühmen sich mit Stromaufnahemn im µA-Bereich:
Lothar M. schrieb:
Warum schreiben neuerdings so viele, sie wollen etwas "möglichst" kleines, großes, leichtes, hohes oder irgendwas "möglichst" sonstiges?
Weil genug nicht genug ist.
Ich denke eher, weil man sich die Zeit für eine anständige Spec nicht nehmen will oder einfach Bananenhardware ohne anständige Recherche und Spec macht.
Ist es denn sooooooooooooo unheimlich schwer, sich festzulegen, wie lange die Schaltung ohne Nachladen funktionieren muss?
Ich hatte nicht ganz umsonst nach konkreten Zahlen gefragt: wie lange muss die Anwendung aus welchem Akku laufen?
Ich habe nicht nach "wie lange soll die Anwendung laufen" gefragt, weil dann wieder "möglichst lange" herauskommt...
Wieso sollte ich einen "schlechteren" nehmen, wenn ich die Wahl habe?
Weil du für kleine Stückzahlen möglichst schnell mit der Entwicklung fertig sein musst. Weil du keine 10k€ für die Toolchain ausgeben willst. Weil du dich in neue Programmiertools einarbeiten musst. Weil du bestenfalls einen ausgeschlafenen Exoten finden wirst.
Die Spezifikation mit den "geringst möglichen" kommt übrigens daher, das wir kein Großkonzern sind, in dem monatelang bei Kaffee und Keksen Spezifikationen entwickelt werden.
Das hat weniger mit Gepäck zu tun, als mit anwendungs- und lösungsorientierter Herangehensweise. Wie groß und schwer darf der Akku sein? Wie lange muss das Gerät laufen können. Man budgetiert auch den Stromverbrauch.
Der Einwand mit der Selbstentladung ist zwar richtig, aber trotzdem kann die Elektronik selbst möglichst wenig Strom verbrauchen, dann dominiert die Batterieselbstentladung die Lebenszeit, passt.
Bei einem Dauerstrom im einstelligen µA Bereich ist die Selbstentladung der größte Verbraucher (1-3% p.a.).
Die Spannungsversorgung wird ausgewählt, nachdem der Stromverbrauch feststeht. Umgekehrt wäre aus meiner Sicht unsinnig.
Die Spezifikation mit den "geringst möglichen" kommt übrigens daher, das wir kein Großkonzern sind, in dem monatelang bei Kaffee und Keksen Spezifikationen entwickelt werden.
Das bezweifle ich doch sehr, daß ein Großkonzern es sich leisten kann, so unprofessionelle Entwickler zu beschäftigen. Ein guter Entwickler ermittelt den Platzbedarf, daraus den Batteriertyp und daraus den maximalen Strom den er verbrauchen kann. Das ist seine Arbeitsgrundlage und nicht ein nebulöses "ULP".
Eine externe RTC hat den Charme, daß der Quarz mit eingebaut ist und somit externe Einflüsse (Leiterbahnführung, Störpotentiale usw.) minimiert sind.
Ich weiß nicht was du hören willst. Eine Schaltung mit 200nA Verlust läuft mit einer 200mAh Batterie (Selbstentladung der Batterie ausgeschlossen) 114 Jahre.
Verbraucht dein Kram jetzt 1µA, sind es über 20 Jahre.
Die Selbstentladung der Batterie ist viel größer als der Verbrauch, und der Nutzungszeitraum des Gerätes viel kleiner als dessen Akkulaufzeit.
Was möchtest du genau hören?
Frage besser: "Wie wenig Stromaufnahme ist mit geringem Aufwand erreichbar?"
Gehts noch, das ist doch genauso weichgespühlt. Was ist "geringer Aufwand" in Zahlen?
Welcher Mikrokontroller hat den geringsten Stromverbrauch, wenn die RTC lauft. Das war die einzige Frage. Mehr wollte ich gar nicht wissen bzw kann gar nicht preisgeben. Um den Rest kümmere ich mich schon. Und wir haben in der Realität überhaupt keine klassische Batterie, kann dazu aber natürlich nix sagen
Gast
#7641884
Welcher Mikrokontroller hat den geringsten Stromverbrauch, wenn die RTC lauft. Das war die einzige Frage.
Man müsste alle Mikrocontroller kennen, um das beantworten zu können.
Darum die Frage ins Forum, jeder kann nicht alle kennen, aber viele zusammen vielleicht schon. Das sehe ich auch als den Sinn eines Webforums an, nicht auf jede Frage mit Gegenfragen zu antworten, damit man auch was geschrieben hat, das aber nichts zur Sache beiträgt. Das machen sonst nur Politiker. Andere Fragen beantworten, nicht die, die ihnen geestellt wurden.
Welcher Mikrokontroller hat den geringsten Stromverbrauch, wenn die RTC lauft. Das war die einzige Frage. Mehr wollte ich gar nicht wissen bzw kann gar nicht preisgeben. Um den Rest kümmere ich mich schon. Und wir haben in der Realität überhaupt keine klassische Batterie, kann dazu aber natürlich nix sagen
Ah, alles mysteriös. Sicher...
Das sehe ich auch als den Sinn eines Webforums an, nicht auf jede Frage mit Gegenfragen zu antworten, damit man auch was geschrieben hat, das aber nichts zur Sache beiträgt. Das machen sonst nur Politiker. Andere Fragen beantworten, nicht die, die ihnen geestellt wurden.
Das Problem ist hier dein mangelndes Verständnis. XY Probleme gibt es, Hilfestellung gibt man am effektivsten ganzheitlich.
Deine Reaktion auf das, was von anderen zeitliche Investition für dein Belangen ist, ist grob unfreundlich. Direkt darauf zurückgesagt, weil dir wichtig ist, den Ton vorzugeben. Der dumme ausweichende Politiker, der keine Ahnung hat, bist du.
Und damit ist das Thema erledigt.
Welcher Mikrokontroller hat den geringsten Stromverbrauch, wenn die RTC lauft. Das war die einzige Frage.
Man müsste alle Mikrocontroller kennen, um das beantworten zu können.
Das ist auf alle Fälle richtig, mal abgesehen von einigen Nischenprodukten sind die genannten MSP430 und EFM32 schon mal ne gute Richtung. Mag sein, dass irgendjemand die Werte noch unterbieten kann, das wird dann aber angesichts der Selbstentladungsrate unerheblich.
Der LDO für den Bereich oberhalb von ca. 3.6V ist sowieso das größere Problem. Hier etwas Stabiles unter 2µA zu finden wird schwierig.
Offenbar soll ja ein Akkumulator zur Stromversorgung eingesetzt werden, d.h. es wird andere Schaltungsteile geben, deren elektrische Leistungsaufnahme so hoch ist, dass es sich lohnt, die Nachteile eines Akkumulators statt einer Primärzelle zu akzeptieren. Und wenn man mehr oder minder willkürlich festlegt, dass der Anteil der Elektronik in Standby und Betrieb maximal z.B. 1% der Entladung ausmachen darf, ergibt sich doch sehr schnell, welche Energie hierfür zur Verfügung steht. Wichtig ist die natürlich dabei der typische Nutzungshäufigkeit des Geräts.
Einfach nur das Minimum an Stromaufnahme aus dem Mikrocontrollerteil herausquetschen zu wollen, bedeutet natürlich auch, die Kriechströme usw. auf der Leiterplatte, insbesondere auch die Fotoleitfähigkeit, zu betrachten. Und das bei einem Gerät, das womöglich einen fetten Elektromotor beinhaltet, das garantiert alle drei Tage für etliche Minuten in Betrieb ist.
Gast
#7641913
Luky, genügen die die bisherigen Vorschläge?
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Ein ATtiny85 mit 150nA + RV-3028-C7 mit 45nA
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STM32L010 mit < 1µA
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MSP430 mit ? µA
Liegt das in dem Rahmen, der dir Vorschwebt? Oder brauchst du welche mit viel weniger Stromaufnahme?
Die ATTtiny haben ja leider einen vergleichbar hohen Stromverbrauch
~0.7µA @ 3V mit dem internen 32kHz-RC-Oszillator.
mit möglichst geringem Stromverbrauch. Jedes nA zählt.
In dem Falle gilt das sicher auch fuer die SW darauf. Das bedeutet, Du musst den Mikrokontroller mit einem effiziente Assemblerprogramm fuettern, wenn jedes nA zaehlt. Oder waerest Du doch zu Abstrichen in den Anforderungen bereit?
ATtiny13 mit Assemblerprogramm schafft mit SR416 Knopfzellen 5 Jahre durchzuhalten.
Ein STM32L010 nimmt im STOP Modus mit laufender RTC weniger als 1µA auf.
Ähnlich die modernen ATtinys. Die liegen ebenfalls so um die 1µA.
Evtl. in eine andere Richtung denken? Der DS1683 ist ein autonomer Chip, der mit "Total-Elapsed-Time and Event Recorder with Alarm" umschrieben wird. Der DS1678 sieht zwar aus wie eine RTC, ist aber ein "Real-Time Event Recorder".
Und wir haben in der Realität überhaupt keine klassische Batterie
Energy Harvesting plus Supercap?
Gast
#7641943
Der DS1678
mit einem Stückpreis von 5€ und 300uA Stromaufname und ohne die Möglichkeit 100 Messwerte zu speichern, natürlich etwas völlig anderes als der TO braucht.
Luky S. bedauerte:
Die ATTtiny haben ja leider einen vergleichbar hohen Stromverbrauch
Stimmt, meilenweit von
Jedes nA zählt
entfernt.
Also nur zur Information:
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Ich bin erstaunt, wie gering der Stromverbrauch einer externen RTC ist. Wenns im Budget drinnen ist, wirds das wohl werden. Wenn nicht, ein ATtiny mit Uhrenquarz (der interne RC Oszillator ist mir zu ungenau), der STM32 würde einen zusätzlichen LDO + Glue Logic brauchen.
Der DS1683
Uiuiui, wo hast Du denn diese alte Gurke ausgegraben. Die Heizspan..., ähh Betriebsspannung beträgt +5 V. Ja, so etwas gab es früher(TM) mal.
Jens M. schrieb:
Der DS1678
mit einem Stückpreis von 5€ und 300uA Stromaufname
300 nA Stromaufnahme
und ohne die Möglichkeit 100 Messwerte zu speichern, natürlich etwas völlig anderes als der TO braucht.
1.000 Messwerte
Luky S. schwankte:
Wenn nicht, ein ATtiny mit Uhrenquarz
Oh!? Nun, dann sei noch die Stromaufnahme für den oberen Spannungsgrenzwert von 4.2 V nachgetragen: 1.04 uA.
Ich bin erstaunt, wie gering der Stromverbrauch einer externen RTC ist. Wenns im Budget drinnen ist, wirds das wohl werden. Wenn nicht, ein ATtiny mit Uhrenquarz (der interne RC Oszillator ist mir zu ungenau), der STM32 würde einen zusätzlichen LDO + Glue Logic brauchen.
Der neue Renesas RA0E1 (https://www.renesas.com/us/en/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/ra0e1-32mhz-arm-cortex-m23-entry-level-ultra-low-power-general-purpose-microcontroller) könnte interessant sein.
LG, Sebastian
Ich habe diese Uhr gebaut.
http://www.technoblogy.com/show?19K8
Dort wird ein Stromverbrauch von 9.5uA angegeben. Ich habe die SW neu geschrieben und habe jetzt ein Mittel von ca. 5uA. Dort wird ein AVR128DA48 genutzt.
Im Idle läuft nur die interne RTC und weckt die CPU per IRQ (64Hz) um das Display zu steuern (Polarität togglen) und die Zeit zu zählen und ans Display zu geben. Wenn die CPU läuft, dann mit ihrem internen Clock von 24MHz. Wenn der IRQ fertig ist, geht die CPU wieder in sleep.
Funktioniert sehr gut muss ich sagen.
Der neue Renesas RA0E1 (https://www.renesas.com/us/en/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m-mcus/ra0e1-32mhz-arm-cortex-m23-entry-level-ultra-low-power-general-purpose-microcontroller) könnte interessant sein.
Wenn ich das Datenblatt richtig interpretiere, dann benötigt der RA0E1 für die 32kHz sub-clock, inklusive RTC aber ansonsten idle mit abgeschalteter Peripherie, nur 130nA.
LG, Sebastian
Der RA0E1 schaut ja wirklich interessant aus, der könnte bei mir glatt die AVRs dür kleine Dinge ersetzten. Mal schauen wie gut die Software ist / wird, da war Renesas ja nie ganz vorne dabei...
419 nA deep sleep mode with XTAL-assisted RTC
419 nA deep sleep mode with XTAL-assisted RTC
Thanks. Steht das irgendwo so, oder ist das aus den Datenblattangaben berechnet?
LG, Sebastian
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