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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannungsversorgung aus zwei Zellen


Autor: Thomas E. (tomedl)
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Hallo Freunde der µC's!

Ich möchte eine tragbare Schaltung (ATmega8, LCD und ein paar Taster) 
über zwei NiMH-Akkus (AA) betreiben. Um auf die 5V zu kommen möchte ich 
eine Ladungspumpe verwenden, allerdings habe ich hierzu noch ein paar 
Fragen:

1.)
Stimmt die Formel "Ua = (Ue-0,7V)*2" für die Berechnung der 
Ausgangsspannung?

2.)
Wie lade ich die Akkus am besten? Überwachung per µC bis die 
Ladeschlussspannung erreicht ist und dann automatisch abschalten? Mit 
welchem Strom soll geladen werden (R1 und D1 sind nur eine erste 
Andeutung im Schaltplan)?

3.)
Soll ich den Elko C5 zum Puffern einbauen, oder hat das Auswirkungen auf 
die Ladungspumpe?

Vielen Dank für eure Hilfe schon im Voraus!

MfG
Thomas

Autor: Sachich Nich (dude) Benutzerseite
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Nimm was integriertes.

Autor: Michael H* (Gast)
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Thomas E. wrote:
> Ich möchte eine tragbare Schaltung (ATmega8, LCD und ein paar Taster)
> über zwei NiMH-Akkus (AA) betreiben. Um auf die 5V zu kommen möchte ich
> eine Ladungspumpe verwenden, allerdings habe ich hierzu noch ein paar
ineffizient. ein schaltregler ist das mittel der wahl.
Versorgung aus einer Zelle

nachtrag: wieso ein dummes lcd und kein oled? warum keinen mega88, der 
pin- und code-kompatibel zum mega8 ist, aber stromsparender und 
mehr/bessere sleepmodes hat? warum 5V, wenn das alles auch mit 3V3 
läuft? du hast da wohl noch ein paar aufgaben vor dir, bevor du dich an 
die spannungsversorgung machen kannst.

Autor: Einer (Gast)
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C3 und C4 sehen ein bischen klein aus.

Autor: Alex22 (Gast)
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>C3 und C4 sehen ein bischen klein aus.

würde ich auch sagen, kenne mich damit aber nicht so gut aus...

Zum Akku-Laden:
Schau dir mal das "Minus-Delta-U"-Verfahren an. Das würde ich dir 
empfehlen.
Kurz gesagt:
Akku mit konstantem Strom laden -> Akkuspannung steigt an -> irgendwann 
fällt die Spannung (trotz des konstanten Stroms!) wieder leicht ab (~ 
10mV). Dann kann man den Ladevorgang beenden.
Darüberhinaus solltest du noch einen Timer zuschalten, damit nach etwa 
3500mAh spätestens der Ladevorgang ebenfalls abgebrochen wird + eine 
Temperaturüberwachung des Akkus wäre auch ratsam.

Autor: TomEdl (Gast)
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Hallo!

Sry, dass ich als Gast schreibe, aber ich bin in der Schule und hab 
gerade das Passwort nicht zur Hand.

>Nimm was integriertes.
Hab ich nicht da.

>ineffizient. ein schaltregler ist das mittel der wahl.
Leider sind mir Schaltregler zu teuer, ich habe nur die Möglichkeit bei 
der Fa. RIBU zu bestellen und dort geht der Spass erst ab 10Euro los. 
NE555 hab ich da -> deshalb die Ladepumpe.

>nachtrag: wieso ein dummes lcd und kein oled? warum keinen mega88, der
>pin- und code-kompatibel zum mega8 ist, aber stromsparender und
>mehr/bessere sleepmodes hat? warum 5V, wenn das alles auch mit 3V3
>läuft? du hast da wohl noch ein paar aufgaben vor dir, bevor du dich an
>die spannungsversorgung machen kannst.
OLED müsste ich bestellen -> Kosten. Das Projekt soll mit Bauteilen 
entstehen, die ich zuhause liegen habe. Mega88 hab ich und werd ich 
benutzen, danke für den Hinweis. Ob allerdings das LCD auch mit 3,3V 
läuft ist fraglich?!

>C3 und C4 sehen ein bischen klein aus.
Wie groß müssten diese Dimensioniert sein? Laut Simulationsprogramm 
reichen 0,1-1µF aus, allerdings kann man dafür doch keine Elko's nehmen, 
oder? (wg. Polung)

>Zum Akku-Laden:
>Schau dir mal das "Minus-Delta-U"-Verfahren an. Das würde ich dir
>empfehlen.
>Kurz gesagt:
>Akku mit konstantem Strom laden -> Akkuspannung steigt an -> irgendwann
>fällt die Spannung (trotz des konstanten Stroms!) wieder leicht ab (~
>10mV). Dann kann man den Ladevorgang beenden.
>Darüberhinaus solltest du noch einen Timer zuschalten, damit nach etwa
>3500mAh spätestens der Ladevorgang ebenfalls abgebrochen wird + eine
>Temperaturüberwachung des Akkus wäre auch ratsam.
Ich werde mal danach googlen und gegebenenfalls dieses Verfahren 
benutzen.

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Thomas E. wrote:

> Stimmt die Formel "Ua = (Ue-0,7V)*2" für die Berechnung der
> Ausgangsspannung?

Nein, die berücksichtigt nur die Verluste in den Dioden und setzt einen 
Rail-To-Rail-Ausgang des NE555 voraus. Der NE555 arbeitet aber erstens 
erst ab 4,5 V und zweitens geht nochmal etwa 1,2V am Ausgangstreiber 
verloren. Dadurch wird die Schaltung, sofern sie überhaup anläuft, 
ohnehin wirkungslos. Mehr Glück könntest Du mit der CMOS-Version des 
NE555 in Verbindung mit Schottky-Dioden haben, aber selbst dann bekommst 
Du im besten Fall 4 V heraus und kannst diese mit nicht viel mehr als 1 
mA belasten.

Jörg

Autor: Michael H* (Gast)
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TomEdl wrote:
> Leider sind mir Schaltregler zu teuer, ich habe nur die Möglichkeit bei
> der Fa. RIBU zu bestellen und dort geht der Spass erst ab 10Euro los.
http://www.ribu.de/
öhm... ich find nur motoren mit exzentergewichten in mir unbekannten 
gehäusen. soll das surface mount sein? ^^
SCNR

ist der NE555 dann wenigstens ein TLC7555 oder eine andere CMOS 
variante? die bipolaren sind stromfresser.
wie wärs mit einem ungeregelten schaltnetzteil aus einem ne555 und einem 
kleinen linearregler? könnte besser klappen als die ladungspumpe.
oder anstatt dem linearregler ein zweiter ne555 als VCO. damit hättest 
du immerhin schon mal eine steuerung.

Autor: Thomas E. (tomedl)
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Michael H* wrote:
> TomEdl wrote:
>> Leider sind mir Schaltregler zu teuer, ich habe nur die Möglichkeit bei
>> der Fa. RIBU zu bestellen und dort geht der Spass erst ab 10Euro los.
> http://www.ribu.de/
> öhm... ich find nur motoren mit exzentergewichten in mir unbekannten
> gehäusen. soll das surface mount sein? ^^
> SCNR
Hoppla, eigentlich meinte ich www.ribu.at, aber die andere Seite ist 
auch nicht schlecht... gg War wirklich nur ein Schreibfehler.

> ist der NE555 dann wenigstens ein TLC7555 oder eine andere CMOS
> variante? die bipolaren sind stromfresser.
> wie wärs mit einem ungeregelten schaltnetzteil aus einem ne555 und einem
> kleinen linearregler? könnte besser klappen als die ladungspumpe.
> oder anstatt dem linearregler ein zweiter ne555 als VCO. damit hättest
> du immerhin schon mal eine steuerung.
Leider wird die ganze Sache dann fast schon zu groß. Ich überlege grad, 
ob drei in Serie geschaltene Akkus reichen um ein LCD zu betreiben.

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