Hallo,
ein Datenlogger auf PIC Basis soll ein Jahr aus Batteriestrom
2 Temperatur- und 2 Luftfeuchtesensoren 1 Jahr auf eine SD Karte loggen.
Was muss ich beachten um Strom zu sparen? Auf Folgendes bin ich schon
selbst gekommen:
- WDT & sleep der den PIC18FxxKxx in den in den nanoWatt Schlaf schickt
- Versorgungsspannung von Sensoren und SD Karte in den schlafpausen
ebenfalls abschalten
- Schaltregler statt 7805
Das Ganze muss (sicher) 1 Jahr durchhalten. Was muss man fuer
Selbstentladung der Batterie einkalkulieren. Die Schaltung laeuft in
eimem unbeheiztem Raum.
>- Schaltregler statt 7805
???
Hängt davon ab:
- welche Spannung zur Verfügung steht
- welcher Stromverbrauch zu kalkulieren ist
- welche Batterie zur Verfügung steht
- wie lange ein und wie lange ausgeschalten ist
Evtl. Akku verwenden und über Solarmodul nachladen, dann läufts auch
länger.
Informationen wären nicht schlecht.
Der Schaltregler sollte auch nur uA brauchen. Die Batterie allenfalls
eine Lithium Vanadiumpentoxyd, die 2% Selbstentladung pro Jahr hat. Den
RTC Extern nehmen. Eine DS1302 zieht noch 200nA @2V. Den RTC zum Wecken
verwenden.
- Schaltregler statt 7805
Nö. µPower-LDO-Linearregler mit Power-Down nehmen. Bei 3 Akkus ist der
Wirkungsgrad über 70% und steigt bei abnehmender Batteriespannung. Den
Controller ohne Regler betreiben, da dieser immer Strom benötigt. Und
natürlich Batterien/Akkus nehmen, die sich nicht innerhalb eines Jahres
entladen.
>Was muss man fuer Selbstentladung der Batterie einkalkulieren.
Kannst Du doch ausrechnen. Eine Alkaline-Zelle "AA" hat ca. 3000 mAh und
darf als ca. 10 Jahre haltbar angenommen werden
==> I = 3000 mAh / 10 Jahre = 3000 mAh/(10 · 365 · 24 h) = 0.034 mA = 34
µA
Ist natürlich kein hochgenauer Wert, aber er ist auch nicht grob falsch.
Einen Schaltregler würde ich nicht nehmen. Die An-Phasen sind ja so wie
du schreibst eher kurz. Da ist ein Linearregler mit sehr niedrigem
Stromverbrauch sinnvoller. Ich hab vor kurzem eine Fernbedienung mit
einem RFM12 Modul gebaut und da einen PIC24 und einen MAX882 eingesetzt.
Wenn man keinen Knopf drückt, ist alles abgeschaltet und der Controller
im sleep mode. Die ganze Schaltung hat da einen Verbrauch von 14uA. Die
R6 Batterien würden bei dem Strom mehr als 10 Jahre halten, wenn sie
sich nicht selbst entladen.
Ich wuerd einen Schaltregler nehmen um die Batteriespannung besser
ausnutzen zu koennen. Ein TPS62056 zieht 12uA fuer 3.3V, ein
TPS62202 zieht auch 12uA fuer 1.8V.
Die Selbstentladung der Battierie dürfte die größte Unbekannte sein. Da
sie erst hinterher genau meßbar ist. Evtl. hilft ein Datenblatt im
konkreten Fall etwas weiter. Panasonic? Fotobatterien ?
das ganze gleich auf 3V oder 3,3V auslegen, LDO mit möglichst geringem
Ruhestrom (TI, irgendein TPS????), externe RTC, die das ganze
regelmässig aufweckt. Das ganze an einer Lithium-AA.
Ich würds als Einchiplösung machen mitm ATmega2561V.
- SD-Karte braucht der nich, einfach im internen Flash speichern (15min
Wandlerrate ergibt 140kB).
- Spannungregler braucht der nich, läuft direkt an 1,8..5,5V
- RTC braucht der nich, zieht im Power-Save (32kHz Quarz an T2) nur
2,5µA.
Und fertisch ist die Kiste.
Peter
Auf hochohmige Widerstände achten, wenn möglich.
Schaltregler verwenden, ein LDO ist absoluter Unsinn!
Softstart für den Schaltregler, sonst kommt er bei niedrigeren
Batteriespannungen unter Umständen nicht mehr hoch. Wenn du mindestens 2
Alkaline-Batterien einplanst, dann schau dir mal den BuckBoost TPS63000
an, für Lithium den LM2621/2623 in SEPIC-Schaltung (dazu gibts eine AN
von National).
Hallo,
MicroChip gibt ja Tipps:
PIC® Microcontroller Low Power Tips ‘n Tricks:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/01146B_chapter%202.pdf
da steht auch was zu den Batterien, hochohmoigen Widerständen etc.
EDIT:
Braucht man nicht ohnehin eine genaue RTC damit die Daten auch einen
einigermassen genauen Zeitstempel haben.( Von wegen der Einchip Lösung )
>Einchiplösung machen mitm ATmega2561V
Das ist bestimmt die elegante Lösung!
Frage bleibt ob smed_de auf seiner SD-Karte besteht wegen des Auslesens.
Dann braucht er mehr Strom und im schlimmsten Fall tauscht ein DAU diese
SD-Karte gegen einen unbekannten SD-Stromfresser aus "weil er die Daten
zu Hause am PC auswerten möchte". 8-(
Die SD Karte ist in der Tat zu einfachen zwischenzeitlichen melken des
Loggers gedacht. Die Messwerte werden aber nicht sofort auf die SD Karte
geschrieben sondern im PIC-Flash zwischengespeichert. Ist der voll, wird
die SD Karte aufgeweckt und beschrieben.
Als Sensoren kommen zu Einsatz:
2 x DS18B20
2 x HIH-4000 (braucht 5V)
Für Zeitstempel ist ein DS1302 eingeplant. Statt RTC koenne man auch
Timer1 im PIC nehmen.
>Frage bleibt ob smed_de auf seiner SD-Karte besteht wegen des Auslesens.
Das schließt sich ja nicht aus. Der Controller speichert die Daten
einfach erstmal in seinem RAM, bevor er sie z. B. jeden Tag um 3 Uhr
nachts in einem Rutsch auf die SD-Karte schreibt. Dann muss die SD-Karte
täglich nur für wenige Sekunden eingeschaltet werden und es gibt kein
Stromproblem. Hat auch den Vorteil, dass keine Daten verloren gehen,
wenn die Karte für ein paar Stunden entnommen wird. Nur um 3 Uhr muss
sie wieder drinsein.
Wer eine SD-Karte wechselt (siehe oben), kann auch eine Batterie
wechseln.
Hier wird mit ziemlich großen Kanonen auf ganz kleine Spatzen
geschossen.
Jungs überdenkt eure Specs mal richtig und macht mit der gewonnenen Zeit
was sinnvolles.
smed_de schrieb:
> Die SD Karte ist in der Tat zu einfachen zwischenzeitlichen melken des> Loggers gedacht. Die Messwerte werden aber nicht sofort auf die SD Karte> geschrieben sondern im PIC-Flash zwischengespeichert. Ist der voll, wird> die SD Karte aufgeweckt und beschrieben.>> Als Sensoren kommen zu Einsatz:>> 2 x DS18B20> 2 x HIH-4000 (braucht 5V)DS18B20 rausschmeißen und durch einfache NTCs ersetzen (günstiger,
weniger Strom, wenn man's braucht auch genauer), HIH-4000 raus und durch
die neueren HIH-5030/5031 ersetzen, die mit 2.7 V arbeiten (günstiger,
5V Versorgung entfällt).
Falls die SD-Karte drinbleiben soll, daran denken diese vollständig von
der Stromversorgung zu trennen, da die Karten im Standby durchaus einige
hundert uA ziehen können. Nächstes Problem mit den SD-Karten: Falls
Lithium-Batterien verwendet werden, darauf achten, dass diese die
relativ hohen Ströme, die SD-Karten u.U. brauchen, aushält (d.h. die
Zellspannung nicht zu sehr abfällt).
Schaltregler sind hier Unsinn (wenn Lithium-Zellen verwendet werden).
Der erwähnte TPS hat dabei gerade mal eine Effizienz von < 70 %, ebenso
der LM. IDD bei 50 uA bzw. 110 uA. LDO liegt bei 75 % (2.7/3.6).
