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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Sparsame, mobile Spannungsversorgung


Autor: Timo P. (latissimo)
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Hallo!

Anforderungen:

Mobil, sparsam
Mein Controller(MSP430) soll mit 1,8 oder 2V laufen.
Andere Bauteile(z.B. X-Port) laufen mit 3,3V



Ich möchte eine möglichst sparsame Spannungsversorgung realisieren.

1) Welches IC nehme ich für die 1,8? MAX1947 hat 94% Efficiency, ist das
   gut?

2) Ist es Sinnvoll, lieber 3V statt 1,5V als Input für einen Step-Up zu
   nehmen (bei 3V3 Output)? Was ist Sparsamer?



Danke für Antworten

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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mal blöd gefragt:

Warum willst du den MSP mit einer anderen Spannung versorgen?

* du brauchst einen weiteren Low-Drop Spannungsregler, der auch für
  sich etwas Energie benötigt
* du musst an allen Ein/Ausgängen Pegelwandler anbringen, die man auch
  nicht gratis kriegt.

Rechnet sich das wirklich in der Energiebilanz?

Autor: Timo P. (latissimo)
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Warum brauche ich Pegelwandler für Ein/Ausgänge?
Ist es sinvoller, den Controller mit 2 Zellen, also 3V laufen zu lassen 
ohne Step-Regler, anstatt 1,5v und dann Step up auf 1,8V?


für die 3v3 werde ich wohl nen Step-Regler brauchen oder?

Welche Pegel der X-Port seriell-Seitig akzeptiert, gucke ich jetzt mal 
nach...

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Timo P. (latissimo)

>Warum brauche ich Pegelwandler für Ein/Ausgänge?

Weil man ICs mit verschiedenen Spannungen nicht einfach so verbinden 
kann.
Siehe Artikel Pegelwandler.

>Ist es sinvoller, den Controller mit 2 Zellen, also 3V laufen zu lassen
>ohne Step-Regler, anstatt 1,5v und dann Step up auf 1,8V?

Siehe Versorgung aus einer Zelle.

MfG
Falk

Autor: Timo P. (latissimo)
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Hallo!

Wer sagt denn, dass ich ein IC per I/Os anschließen will?

Evlt. nutze ich die UART für einen Lantronix X-Port. dem reichen halt 2V 
als High-Pegel für seine serielle Seite.
Ansonsten ist es doch vollkommen egal, wenn ich zum Beispiel einen I/O 
Pin als Eingang deklariere und dann die Versorgungsspannung des 
Controllers über einen Taster oder Sonstiges auf den Pin lege. Höchstens 
noch nen Vorwiderstand. So, wie bei Active High oder Active Low. Dafür 
brauche ich dann keinen Pegelwandler richtig?

Autor: Timo P. (latissimo)
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Versorgung aus einer Zelle kenne ich auch hier auf der Seite.

Ich hab mir nur folgendes gedacht: ich könnte 2 Zellen nehmen und den 
Controller mit 3V betreiben. Dann zieht der aber auch mehr Strom, das 
ist
die banale Sache: I = U/R

Wenn ich einen Step Up mit 1,5V In nehme, braucht dieser etwas 
Strom(94%Efficiency) aber der Controller saugt entsprechend weniger 
Strom durch die niedrigere Spannung.

Was ist jetzt besser? Haben diese Step-Ups wirklich so eine Effizienz? 
Weil wenn nur 4% weggehen, die spare ich mit dem Controller auf jeden 
Fall ein, wenn er mit 1,8V läuft, statt mit 3 oder 3V3.

Autor: Philipp Burch (philipp_burch)
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Timo P. schrieb:
> Versorgung aus einer Zelle kenne ich auch hier auf der Seite.
>
> Ich hab mir nur folgendes gedacht: ich könnte 2 Zellen nehmen und den
> Controller mit 3V betreiben. Dann zieht der aber auch mehr Strom, das
> ist
> die banale Sache: I = U/R

Ein Mikrocontroller ist aber kein Widerstand. Die Stromaufnahme ist zwar 
abhängig von der Versorgungsspannung, gerade bei einem MSP430, der ja 
ohnehin extrem sparsam ist, fällt das nicht so in's Gewicht.

> Wenn ich einen Step Up mit 1,5V In nehme, braucht dieser etwas
> Strom(94%Efficiency) aber der Controller saugt entsprechend weniger
> Strom durch die niedrigere Spannung.

Die 94% musst du aber erstmal erreichen. Da ist es mit dem eigentlichen 
Schaltregler noch nicht getan, dafür müssen auch alle umgebenden 
Bauteile und das Layout optimal sein. Ersteres kann teuer und/oder 
schwer zu beschaffen sein, zweiteres ist einfach nicht ganz trivial.

> Was ist jetzt besser? Haben diese Step-Ups wirklich so eine Effizienz?
> Weil wenn nur 4% weggehen, die spare ich mit dem Controller auf jeden
> Fall ein, wenn er mit 1,8V läuft, statt mit 3 oder 3V3.

Ich würde auf jeden Fall jeden nicht zwingend benötigten Spannungsregler 
einsparen. Der MSP braucht im Sleep ohnehin nur noch einige nA und in 
diesem Zustand sollte er sich möglichst lange befinden, damit die 
Batterie lange hält. Und an diesen Wert kommst du kaum mit einem 
Spannungsregler ran, da geht der Wirkungsgrad schnell mal in den 
einstelligen Prozentbereich, weil der Eigenverbrauch einfach überwiegt.

Autor: Timo P. (latissimo)
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Ok, danke für die Antworten.

also ich werde den Controller mit 2 Zellen(also 3V) betreiben. Für den 
X-Port werde ich einen Step-Up benötigen, den ich aber per µC speise. 
Zumindest werde ich per Controller einen Transistor schalten, der dann 
den Step-Up für die 3V3 speist. So kann ich in regelmäßigen Abständen 
Daten via X-Port wegschicken, noch mal Strom zu sparen.


der Controller müsste in regelmäßigen Abständen aufwachen aus einem 
sparsamen oder dem sparsamsten Betrieb

Autor: gast (Gast)
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nochmal kurz zu deiner uart
die uart an sich hat auchverschiedene pegel
deswegen musst du trotzdem aufpassen welche pegel wie hochsind


in 80% der fälle ist es  max VIO = 0,5+Vcc
wenn dein MSP mit 1,8v betrieben wird darf der IO maximal  2,3V sehen
die 3,3V pegel dex Xport sind da zu hoch

deswegen gucken was die 2 für pegel haben an den UART .. dann 
dementsprechend anpassen ( pegelwandler  widerstände usw)

Autor: Timo P. (latissimo)
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Also:

Ich mache mir um die UART gar keine Sorgen! Der Controller wird mit 3V 
Battariespannung laufen, der X-Port mit 3V3 aus nem dazuschaltbaren 
Step-Up.

Also die 3,3V CMOS Pegel der UART des X-Port können quasi ohne 
Widerstand auf den Controller einwirken, ohne dass der Controller zu 
viel bekommt.

Richtig ?!?

Autor: Bernd Hallinger (bhallinger) Benutzerseite
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Widerstand macht man aber immer rein. Allein schon wegen der Flanken um 
die Oberwellen zu reduzieren. Wenn du hinterher ne EMV Messung machst 
dann sowieso.
Alle Leitungen bei denen es nicht wichtig ist, dass die Flanken extrem 
steil sind bekommen mindestens 100 Ohm in Reihe. Das reuziert den 
Stromverbrauch beim Umschalten und die Oberwellen. Außderdem wird 
dadurch der Controller resistenter gegen Störungen von Außen wie z.B. 
ESD.

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