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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ab welcher Betriebsspannung wird ein AVR (M32) zerstört?


Autor: Herr_Mann (Gast)
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Hallo,

ein AVR wie der Atmega32 verträgt lt. Datenblatt bis zu 5,5V 
Betriebsspannung.

Weiß jemand, was in der Realität passiert, wenn er mit höheren 
Spannungen versorgt wird?

Wird erst mal nur die Funktion eingeschränkt oder geht er schlagartig 
kaputt?

Ist die maximale Betriebsspannung möglicherweise auch von der 
Taktfrequenz abhängig?
Ich könnte mit vorstellen, dass so ein M32 o.ä. Bei 1Mhz und überhöhter 
Spannung nicht so schnell überhitzt wie bei 16Mhz.

Hat jemand schon praktische Erfahrung hierzu gesammelt?

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

meinst Du ernsthaft, daß sich jemand die Zeit damit vertreibt, µC zu 
sprengen?
Erwärmung wird bei einem AVR ohnehin das kleinere Übel sein.
Durchschlagende Isolierschichten bei den Strukturen wohl eher.

Spielt letztlich ja auch keine Rolle, kaputt ist kaputt und so aufwändig 
ist das Einhalten der Grenzwerte ja nun auch nicht.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Meine Erfahrungen:
3-5V auf Vcc + GND: AVR läuft.
7-9V auf Vcc + GND: AVR läuft mehr oder weniger, wird deutlich warm.
12V auf Vcc + GND: AVR tot.
48V auf Vcc + GND: Loch im AVR aus dem Rauch entweicht.
2kV, 100J auf beliebige Pins: AVR im Raum verteilt.

Autor: 1234 (Gast)
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Was soll das ? Willste uebertakten ? Ich schliesse mich meinem Vorredner 
an und schalge vor, die Spezifikationen zu respektieren. Ich lass zB 
meine 5V Typen bei 4.65V laufen, dann bin ich mit einem LP2951 LDO ab 5V 
noch dabei.

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Es besteht ein direkt proportionaler Zusammenhang:
Je höher das Volt, desto lauter das "Wumm!" ;-)

MfG Paul

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

Benedikt K. wrote:
> Meine Erfahrungen:
> 12V auf Vcc + GND: AVR läuft tot.
> 48V auf Vcc + GND: Loch im AVR aus dem Rauch entweicht.
> 2kV, 100J auf beliebige Pins: AVR im Raum verteilt.

komisch eigentlich, bei 12V hätte er sich doch noch wiederbeleben lassen 
müssen, der magische Rauch ist doch erst bei 48V entwichen???

;-)

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> 3-5V auf Vcc + GND: AVR läuft.
wundert mich ein wenig, weil die Betriebsspannung (Differenz zwischen 
Vcc und GND) dann doch 0V sind ;-)

@ Herr_Mann
Der Hersteller sagt dir nicht, ab wann der AVR nicht mehr 
funktioniert, er garantiert dir nur, in welchem Bereich er sicher 
funktioniert. Und deiser Wert findet sich im Datenblatt.
Wenn du die max. Spannung überschreitest, wird es nach und nach 
irgendwelche Siliziumstrukturen zerlegen, und der uC dann auch bei 
Rückkehr zur korrekten Betriebspannung teilweise nicht mehr 
funktionieren.

Autor: Herr_Mann (Gast)
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halle benedikt,

danke für die infos zur versuchsreihe!
was bedeutet denn, "7-9V auf Vcc + GND: AVR läuft mehr oder weniger"?

ich will einen m32 mit 4 in Reihe geschalteten 1,2V-Akkus betreiben, die 
haben frisch aufgeladen eine Spannung von ca. 6V, die unter Last sicher 
noch ein bisschen sinken wird.

auf zusätzliche regelungselektronik in welcher form auch immer würde ich 
speziell für diese applikation aber gerne verzichen (auch vorgeschaltete 
Si-Diode u.ä.).

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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4 in Reihe geschaltete Akkus haben keine 6V, sondern maximal 5.5V, bei 
1,38V Ladeschlußspannung. Direkt aus dem Ladegerät entnommen haben die 
Akkus vielleicht 1.45V, aber die fallen innerhalb einiger Minuten auf 
die Ladeschlußspannung ab. Das hält der Mega locker aus.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Herr_Mann wrote:
> halle benedikt,
>
> danke für die infos zur versuchsreihe!
> was bedeutet denn, "7-9V auf Vcc + GND: AVR läuft mehr oder weniger"?

Es waren nicht direkt Versuche, sondern eher kleinere Missgeschicke. 
z.B. mal mit dem Tastkopf abgerutscht so dass die 48V Betriebsspannung 
mit den 5V zusammen gekommen sind. Oder auch mal die falsche Buchse am 
Netzteil erwischt: 9V statt 5V.
Bei höheren Spannungen läuft ein AVR manchmal, aber öfters macht er auch 
Mist.

Was spricht denn gegen einen Low Drop Spannungsregler? Es gibt etliche 
Low Power Regler die bis 6,5V am Eingang gehen und ansonsten nur wenige 
10mV Dropout haben.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Ist eigentlich unnötig. Bei 4 Alkali-Zellen wird´s mit 6.8V allerdings 
knapp. Man könnte ja auch 3 Zellen nehmen: Alkali 4.5V (max 5.1V), Akku 
3.6V (max 4.2V). Mit einem M32L kein Problem.

Autor: 1234 (Gast)
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Ein LP2951 kostet um die 20cents. Was soll das also ?

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Herr_Mann wrote:

> ich will einen m32 mit 4 in Reihe geschalteten 1,2V-Akkus betreiben, die
> haben frisch aufgeladen eine Spannung von ca. 6V, die unter Last sicher
> noch ein bisschen sinken wird.

Da 6 V das absolute maximum rating für Vcc ist, geht er dabei
zumindest nicht kaputt, es wird halt nur keine Funktion mehr
garantiert.

Ich denke aber auch, dass es die Diskussion nicht wert ist, da
einen lowdrop-Regler davor zu setzen.

Ziemlich ideal zum Betrieb von µCs sind LiIon-/LiPoly-Akkus: ihre
Entladespannung liegt im Bereich zwischen 3 und 4,2 V, das ist
sicher innerhalb aller Grenzen (zumindest für einen Controller, der
bis 5 V arbeitet), und man kann selbst bei minimaler Entladespannung
noch sauber diesen Fall mit dem eingebauten ADC erkennen und in einen
Tiefschlaf fallen.

Autor: Esko (Gast)
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Bei 4x AA Batterien oder Akkus ist ein Reghler wahrscheinlich unnötig.

Hier ginge auch Serien-Regler:
    _
o--|___|---+--------o
           |
            \|___
            /|
           |
o----------+--------o

Autor: Z8 (Gast)
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Hi Esko,

Du warst warscheinich beim der RADUGA Entwicklung (rus. Farbfehrneseher)
beteiligt. Da war ne Balasttriode drin, die für ein geichmäßig
belastetes Netzteil gesorgt hat. (gleichmäßige Belastung ->
gleichmäßige Spannung) :)

Autor: Herr_Mann (Gast)
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serienregler ist cool, aber nicht für batteriegeräte ;)
da gibts übrigens auch moderne ausführungen.

ansonsten werd ich den controller direkt ab akku betreiben und mal 
schauen, wie es läuft.

danke und vg!

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

davon abgesehen, daß die Skizze eher einen Parallel-Regler als einen 
Serien-Regler darstellt... ;-)

Zum Raduga: kann aber auch genausogut Telefubjen o.ä. gewesen sein. Die 
GP5 ist auch nur eine ED500.
Zu dieser Zeit war es eben die einzige bezahlbare Version.

Zum AVR: da ja keine Angabe zur Peripherie usw. bekannt sind: mit 3 
Zellen betreiben, Tiefentladeschutz per AVR und Hilfs-FET/Transistor.
Der Mega32L spielt zwoschen 2,7 und 5,5V, das passt doch gut.
Wenn es privat ist, ein Einzelstück und der Temperaturbereich nicht zu 
groß sein muß, geht auch ein Mega32 ohne L sehr wahrscheinlich.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Z8 (Gast)
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>Zum Raduga: kann aber auch genausogut Telefubjen o.ä. gewesen sein. Die
>GP5 ist auch nur eine ED500.
>Zu dieser Zeit war es eben die einzige bezahlbare Version.

hatten die "Telefubjen" auch so einen schönen Heizwert? :)

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

hatte die auch.

Ein ITT Schaub-Lorenz: PL519 + PY500 + DY501 (ich hoffe, die Nummer 
stimmen so...) für Hochspannung und Ablenkung.
Dazu PL504 + PY88 + DY86 für die Erzeugung der Focus-Spannung.
Transistoren gab es auch in dem Gerät. 3x AF??? im VHF-Tuner, 2x AF239 
im UHF-Tuner. Sonst Rähren, Röhren...

Standgerät, 61cm Lochmaske. Hatte ein Bekannter damals geschenkt 
bekommen- :-) Alt und gebraucht. Muß so um 1980 gewesen sein.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Z8 (Gast)
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... man ich vergehe in Erinnerungen... :)

Autor: Sven Stefan (stepp64) Benutzerseite
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Mal noch eine ähnliche Frage dazu: Ich plane ein kleines 
batteriebetriebenes Gerät mit LCD 16x2, µC, IR-Sensor und 3 Reedrelais. 
Es soll als Timer und Fernauslöser für meine Sony alpha 100 (dig. 
Spiegelreflexkamera) dienen.

Nun überlege ich was besser ist: 3x 1,5V Batterien oder 9V Block mit 
Schaltregler dahinter. Wird nur für mich eine Einzelanwendung werden. 
Was würdet ihr nehmen?

Sven

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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9V Akku mit schnellem, hocheffektivem Schaltregler würde ich nehmen. 
Oder aber 2x 1.2V Mignon Akkus mit Step-Up-Converter - die Mignons 
dürften eine Weile länger halten.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Sven Stefan wrote:

> Nun überlege ich was besser ist: 3x 1,5V Batterien oder 9V Block mit
> Schaltregler dahinter.

Was spricht gegen einen LiPo-Akku?

Autor: Pete K. (pete77)
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Der 9V Block ist ruck-zuck leer.

Autor: Sven Stefan (Gast)
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Also Akku wäre auch eine Option, allerdings habe ich noch nie was mit 
Akkuladeschaltung gebaut. Wenn ihr da eine einfache Schaltung hättet 
(also nur für Spannungsstabilisierung incl. Ladeschaltung) dann würde 
ich das gerne mal ausprobieren. Step-Up Converter mit 2x Mignon Akkus 
ginge natürlich auch. Die Akkus kann ich ja dann im Ladegerät aufladen. 
Welchen Step-Up Wandler würdet ihr denn dafür nehmen?

Sven

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Sven Stefan wrote:

> Also Akku wäre auch eine Option, allerdings habe ich noch nie was mit
> Akkuladeschaltung gebaut. Wenn ihr da eine einfache Schaltung hättet
> (also nur für Spannungsstabilisierung incl. Ladeschaltung) dann würde
> ich das gerne mal ausprobieren.

Mein derzeitiger Favorit für eine Einzelzelle ist der MAX1555.  Ich
hatte mir anfangs die üblichen Muster davon bei Maxim bestellt, und
habe mittlerweile 20 Stück davon nachgekauft.  Ich verkauf' dir gern
einen, wenn du willst (rein privat, ich betreibe kein Geschäft damit).

Dem Teil steckst du extern 5 V rein, entweder von einer Wandwarze
oder von einem USB-Port (dann limitiert er den Strom auf <= 100 mA).
Eine LED zeigt an, ob noch geladen wird.  Da du das fest ins Gerät
integrieren kannst, sparst du dir zusätzliche Schutzbeschaltungen,
die man bei einer externen LiPo-Zelle andernfalls immer haben sollte.

Den Tiefentladeschutz müsstest du allerdings in der Software
implementieren, d. h. die muss dann alles in den Tiefschlaf schicken,
sowie die Zellenspannung unter 3 V fällt.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Der LM2621 ist ein Step-Up-Converter mit hoher Effizienz und minimalem 
Platzbedarf.

Autor: ano (Gast)
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>7-9V auf Vcc + GND: AVR läuft mehr oder weniger, wird deutlich warm.
>12V auf Vcc + GND: AVR tot.

durch eigene erfahrung (verpolte 7805 >> +10V) läuft der m32 äußerst 
instabil bis garnicht.
bei +5V lief allerdings der m32 wieder nach programmierung ;)

Autor: Felix Ackermann (felack)
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@Herr_Mann

Ich betreibe meine Versuchsschaltungen mit den verschiedensten AVR-Typen 
seit Jahren mit vier NiMH-Akkus. Es hat noch nie Probleme gegeben.

felack

Autor: Axel (Gast)
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>Ich betreibe meine Versuchsschaltungen mit den verschiedensten AVR-Typen
>seit Jahren mit vier NiMH-Akkus.

Ist auch kein Wunder.

Laut Datenblatt ist die max. operating Voltage 6V und nicht 5,5V.

Gruss
Axel

Autor: A. K. (prx)
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Aber dazu steht halt auch drin: "Exposure to absolute maximum rating 
conditions for extended periods may affect device reliability."

Und alle Daten beziehen sich auf max 5,5V. Üblicherweise darf man diesen 
Unterschied so lesen, dass er bis 5,5V entsprechend Datasheet 
funktioniert und bis 6.0V nicht gleich abraucht aber möglicherweise 
minimal Schaden nimmt und auf Dauer dann irgendwann streikt. So ein 
Unterschied zwischen vorgesehenem Betriebsbereich und absoluter Grenze 
gilt gleichermassen für ICs wie für Transistoren.

Es ist zwar unwahrscheinlich, dass ihn das allzu sehr stört, aber auf 
Einhaltung der Parameter des Datasheets darf man jenseits 5,5V 
jedenfalls nicht pochen.

Autor: Axel (Gast)
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>auf Einhaltung der Parameter des Datasheets darf man jenseits 5,5V
>jedenfalls nicht pochen.

Nee, pochen nicht, aber man müste schon sehr viel Pech haben, wenn man 
einen Baustein erwischt, bei dem die Prozessparameter so blöd streuen, 
dass der bei 5,9V ausfällt. Ansonsten kann man zur Kompensation die 
untere Temperaturgrenze auf 0° statt -40°C setzen.

Und man kann statistisch nachweisen, dass die Lebensdauer von dem 
Baustein bei höheren Spannungen reduziert ist. Das gilt aber genauso für 
hohe Temperaturen. Für eine Serie kann das sicher problematisch sein, 
für Einzelstückzahlen sehe ich da kein Problem, schon gar nicht, wenn 
der nur beim Laden gelegentlich mal auf die Spannung kommt.

Gruss
Axel

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