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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Abschätzung Kondensator


Autor: Robert (Gast)
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Ich betreibe eine Mega64 mit 16Mhz bei 5V aus einem Schaltnetzteil als 
Controller für allerlei Gerätschaften.
Soweit so gut. Nun möchte ich bei Abschaltung des Netzteils noch schnell 
ca. 10 double Werte im EEPROM speichern.
Ich weiß das es dafür verschiedene Ansätze gibt, die kommen aber aus 
Platz und Sicherheitsgründen für mich nicht in Frage.
Meine Idee ist nun den uC getrennt von den restlichen Verbrauchern mit 
Hilfe einer Schottky Diode und eines Kondensators noch eine Weile am 
Leben zu halten.
Meine Annahmen:
uC unter Last bei 16Mhz ca. 30mA
forward Voltage an einer Schottky bei 30mA ca. 200mV

Wenn ich nun den Rest des Systems am oberen Ende bei ca. 5,2V betreibe 
bleiben knapp 5V für den uC.
Frage ist nun wie weit kann die Spannung runtergehen bis der uC ausgeht 
(hoffe auf 4,5V oder besser) und wie lange benötigt mann um 10 double im 
EEPROM zu speichern. Ich möchte den Kondensator aus Platzmangel 
möglichst klein halten.
Auslösen würde ich den Speichervorgang mit hilfe des Komperators und 
einer entsprechenden Interruptroutine.

Gruß
Robert

Autor: Christian Aurich (cau) Flattr this
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hast du schon mal ins Datenblatt geguckt? da steht das alles in schönen 
Bildern drin ;-)

Die AVRs lassen sich gerne auch bei unter 4V betreiben - aber nicht am 
oberen Geschwindigkeitslimit.

Autor: Robert (Gast)
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Die Frage ist eher wie lange benötigt der uC um 10 double ins EEPROM zu 
schreiben.

Autor: holger (Gast)
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>Die Frage ist eher wie lange benötigt der uC um 10 double ins EEPROM zu
>schreiben.

Die maximale Zeit für ein EEPROM Byte steht im Datenblatt.
Musst du dann nur noch entsprechend mutliplizieren.

Autor: holger (Gast)
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>mutliplizieren

Boa. Drehstabenverbuchsler ;)

Multiplizieren soll das heissen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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Autor: Marcus Müller (marcus67)
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Das blöde dabei ist halt, daß das EEPROM bei Unterspannung als erstes 
Amok läuft ...

Gruß, Marcus

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Robert wrote:
> forward Voltage an einer Schottky bei 30mA ca. 200mV
200mV@30mA ist schon recht gut, sag mal bitte den Typ.

Autor: flätz (Gast)
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Kann es sein, dass die EE-Zellen bei häufiger Benutzung altern, und der 
Schreibvorgang dadurch immer länger wird? In dem Fall wäre eine 
spezielle Sicherungsstrategie sinnvoll, bei welcher nach und nach das 
ganze EE benutzt wird, nicht nur einige wenige Byte.

Ein Goldcap würde mehr Spielraum erlauben als ein Elko

Autor: !nullchecker (Gast)
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Länger nicht, aber nicht mehr lesbar...

Das Datenblatt ist wie immer dein Freund.

AVR Flash      10.000 (In der Regel gilt das für fast alle Flash 
Speicher)
I2C Eeprom  1.000.000 je nach Typ und bis zu 20 Jahre retension

Autor: Cairol (Gast)
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Laut Datenblatt: 3,4 ms / Byte im dümmsten Fall (wenn die 
Speicherstellen noch gelöscht werden müssen vor dem beschreiben)
Eine DOUBLE braucht 8 Bytes d.h. 3,4ms x 8 x 10 (DOUBLES) = 272ms 
(Minimum).

Dann muss man aber noch wissen wie lange es dauert, bis der Komparator 
die Abschaltung spitz kriegt und wieviel Zeit insgesamt vom Ausschalten 
bis zum Aufruf der ISR vergeht.
Und eine ordentliche Reserve wegen den hohen Toleranzen bei ELKOS sollte 
auch noch rein. (so 100-150%)

Wenn man nur rein die 272 ms rechnet, kommt man bei einer erlaubten 
Spannungsdifferenz von 5V-4,5V = 0,5V bei 30mA anfänglichem 
Stromverbrauch auf ca. 15.500 uF = 0,0155 F (ohne Toleranz)
(gerechnet mit der exakten Formel die den - sich mit der fallenden 
Spannung - ändernden Strom berücksichtigt)

Mit 150% Toleranz liegt man dann bei ca. 0,04F.
Ein 47.000 uF - GoldCap könnte das übernehmen.
Einen Ladewiderstand mit Rs=30-60 Ohm sollte man den GoldCap aber 
sicherheitshalber spendieren.

Werte für Rs=40 Ohm und 30mA Enladestrom:
Ladezeit: ca. 16,5 Sekunden
Überbrückungzeit: 825 ms im Idealfall (also wenn der Elko wirklich genau 
47.000 uF hat)
Max. Leistungsumsatz am Elko über die 14s Ladezeit mit ca. 70 mA: ca. 
360 mW

Gruß,

Cairol

Autor: Robert (Gast)
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@ Cairol
Vielen Dank,
genau an diesem Punkt bin ich nach einiger Sucherei auch angelangt.
Irritiert bin ich allerdings von den Datenblättern der Goldcaps. Die 
gängigen und günstigen Typen scheinen für Ströme von max. 300 
microAmpere ausgelegt zu sein.
Da ich allerdings viele Bastelprojekte gefunden habe in denen auch LEDs 
mit mehr als 50mA aus solchen Goldcaps getrieben werden scheint das 
nicht so das Problem zu sein. Viel mehr scheint aber auch nicht zu gehen 
da die typischen Goldcaps Innenwiederstände im 2 stelligen Ohmbereich 
(20-50) haben (bei den kleineren Typen bis zu 150 Ohm).

Trotzdem Danke, ich werd mir mal ein Goldcap besorgen und die Sache 
testen.

Gruß
Robert

Autor: Markus H. (cairol)
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Rein rechnerisch können GoldCaps mit ESR von 30 Ohm etwa 165 mA liefern 
und die mit 75 Ohm etwa 65 mA.
Das ist wirklich nicht viel im Vergleich mit "normalen" Elkos, aber 
irgendwo her muss man halt die Kapazität nehmen.
Da bleibt ein niedriger ESR und hohe Spannungsfestigkeit eben auf der 
Strecke.
Dafür sind die Dinger für ihre Kapazität sehr kompakt.

Autor: Esko (Gast)
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> Rein rechnerisch können GoldCaps mit ESR von 30 Ohm etwa 165 mA liefern
> und die mit 75 Ohm etwa 65 mA.

Die 165mA sind aber Kurzschlussstrom, versorgen lässt sich damit nichts.

Bei 30ohm lassen sich etwa 10mA sinnvoll entnehmen, dann hat man noch 
einen Spannungshub von 0,7V am Kondensator/Gold-Cap.

Autor: Robert (Gast)
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Ja, das wird schon echt knapp.
Auf einen Ladevorwiderstand wollte ich eigentlich verzichten da dieser 
die verwertbare Spannung ja nochmal herabsetzt und laut Datenblatt 
sollte das auch gehen.
Zitat:
"Because of the many internal resistances within the electric double
layer capacitor, no external current limiting resistor is needed."

Habe noch keinen Goldcap ranholen können aber nach einigen Versuchen bin 
ich doch etwas optimistischer. Scheinbar scheint mein Mega64@16Mhz 
selbst bei 2,2V noch zu arbeiten. Auf dem Display ist dann zwar nix mehr 
zu sehen (ist klar und muss ja auch nicht) aber ich hab ne kleine Tröte 
dran und die reagiert noch auf Tastenaktionen.
Wenn alles da ist schreib ich mal ob es mit einem Goldcap funktioniert.
Gruß Robert

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Rein rechnerisch können GoldCaps mit ESR von 30 Ohm etwa 165 mA liefern
> und die mit 75 Ohm etwa 65 mA.
Dann nehmt doch SuperCaps, die haben gerade mal 30 milli Ohm ESR. Damit 
lässt sich sogar ein Auto starten.

> Scheinbar scheint mein Mega64@16Mhz selbst bei 2,2V noch zu arbeiten.
Da würde ich mich aber nicht drauf verlassen. Über den Gesamten 
Temperrturbereich? Was steht denn im Datenblatt? Nur die Werte da drin 
gelten auch für andere Mega64.

Autor: hk (Gast)
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>> Rein rechnerisch können GoldCaps mit ESR von 30 Ohm etwa 165 mA liefern
>> und die mit 75 Ohm etwa 65 mA.
>Dann nehmt doch SuperCaps, die haben gerade mal 30 milli Ohm ESR. Damit
>lässt sich sogar ein Auto starten.

Sarkasmus pur ;)

Solche "Last Minute" Speicherorgien gehen fast immer in die
Hose. Denk mal über einen schnellen externen nichtflüchtigen
Speicher ala Ferroram nach.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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hk wrote:
> Sarkasmus pur ;)
Mir war danach ;-)

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>Solche "Last Minute" Speicherorgien gehen fast immer in die
>Hose. Denk mal über einen schnellen externen nichtflüchtigen
>Speicher ala Ferroram nach.

Quatsch. Bei meinem letzten Projekt haben 2200µ gereicht um, mit 
ausreichend Reserve ca. 20 Byte abzuspeichern. Und da hing sogar noch 
ein LCD mit Beleuchtung dran.

Mf Spess

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