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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannung abschalten, µC noch ca. 3 Sekunden aktiv


Autor: Manu (Gast)
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Hallo,

ich habe folgendes Problem:
Ich möchte eine Schaltung bauen, die mit einer Spannung versorgt wird 
(5V). Sobald diese Spannung anliegt, soll der µC einen Ausgang schalten 
(der schaltet einen Transistor gegen Masse und ein Verbraucher geht an). 
Das ist ja kein Problem, da der µC mit dieser Spannungsversorgung angeht 
und im Programm kann ich einen Ausgang schalten.
Wird die Spannung von 5V abgeschaltet (und damit auch die des µC's), 
brauche ich noch ca. 3 Sekunden für den µC weiterhin Spannung, um den 
Ausgang wieder entgegengesetzt zu schalten.
Der Verbraucher benötigt eine Flanke von ca. 2 Sekunden um ein- bzw. 
auszuschalten.
Leider weiß ich nicht, wie ich das realisieren soll, da der µC sich 
selbst die Spannung absägt :-(

Programmieren ist für mich kein Problem, bloß der analogteil drum herum 
:-(
Wie könnte man das Problem lösen?

Grüße
Manu

Autor: Marcus B. (raketenfred)
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Kondensator sollte da helfen, solange wie Energie da ist, diese 
Speichern

Wie groß der Kondensator sein muss, kann ich dir aber nicht sagen

Autor: Gebhard Raich (geb)
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Wenn ich dich recht verstehe brauchst du eine Nachlaufzeit von 3s von 
Power off(versorgung weg) bis power down(CPU-Betriebsspannung weg).
Man nimmt dafür eine relativ hohe Versorgungsspannung(ca. 15-30V)und 
puffert diese mit einem dicken Elko. Nachgeschaltet ist dann ein 
Schaltregler der die 5 oder 3,3V für die CPU erzeugt. Wenn du einen ADC 
in der CPU hast kannst du die Elkospannung messen. Fällt die unter einen 
best. Wert (z.B 12V) kann man daraus schließen, dass die Versorgung 
ausgefallen ist. Dann hast du je nach Elkokapazität noch einige Zeit 
(bis die Elkospannung ca. 6V beträgt) um deine Sachen zu machen.

Grüße

Autor: Manu (Gast)
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Daran habe ich auch gedacht. Die Problematik stellt sich dann aber, 
woher weiß der µC die Spannung wurde nun getrennt?
Wäre es geschickt, einen ADC im free-running mode laufen zu lassen und 
ständig zu messen, ob die 5V noch anliegen oder ob es weniger werden 
(Kondensator entlädt sich langsam) und dann den Ausgang anfangen 
umzuschalten?

Autor: Manu (Gast)
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Hallo Gebhard,

die Versorgungsspannung von 5V ist fix, da diese von dem äußeren System 
so vorgegeben ist. Es ist keine höhere Versorgungsspannung vorhanden.

Autor: Gebhard Raich (geb)
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Ja klar, entweder du misst ständig (hier so alle 0,1s) oder du 
verwendest einen Komparator,dessen Ausgang du auf einen ext. Interrupt 
legst.

Grüße

Autor: Gebhard Raich (geb)
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Wenn du nur 5V Versorgung hast,und 5V für die CPU brauchst 
funktioniert's so nicht. Da hättest du max 0,25V bis zum 
CPU-reset(Datenblatt nachlesen) und brauchst je nach Stromaufnahme einen 
sehr,sehr großen Elko.
Möglichkeit wäre ein Aufwärtswandler und ein nachgeschalteter 5V 
Abwärtswandler.Klingt blöd, aber ich fürchte bei mehr als 20mA 
Stromaufnahme wird mans wohl machen müssen.

Die Spannung am Elko lässt sich wie folgt berechnen:

Q = C*U = i*t
d.h. U= i*t/C

im Klartext: der Spannunsabfall am Elko ist prop. Zeit mal Stromaufnahme 
gebrochen durch die Kapazität. Einzusetzen sind Volt,Ampere,s,Farad.

Grüße

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Mit einem 5.5V-Gold-Cap sollte das klappen. Die haben 0.1...1Farad, je 
nach Bauform, damit kannst Du locker 10 Controllersekunden und mehr ohne 
nennenswerten Spannungsabfall überbrücken.

Autor: Sven (Gast)
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So ein Quark, der µC kann je nach Ausführung bis 1,8V runter arbeiten. 
Mit nem Goldcap kann man das puffern.

Die Spannung wird über eine Diode (Schottky) in den Kondensator 
geschickt, sonst fließt Strom nach dem Ausschalten in die 
Speiseschaltung zurück.

Der AVR kann direkt am Goldcap hängen, kleinen 10µ Kondi noch dazu, 100n 
direkt am AVR.

Die Spannungsmessung erfolgt an einem Spannungsteiler VOR der Diode, 
entweder mit Komparator oder mit ADC, interne Referenz verwenden, oder 
extern mit einer LED stabilisieren, nicht Vcc als Referenz.

Den Spannungteiler nicht zu hochohmig machen, Schottkydioden haben einen 
recht hohen Reststrom.

Unbedingt den Brown-Out am AVR einschalten und auf niedrigstes Level 
einstellen.

AVR mit möglichst kleiner Taktfrequenz betreiben.

Aber die wichtigste Frage ist doch: Wieviel Strom muss der AVR am 
Ausgang schalten? Hängt da ein Leistungstransistor dran, eine 
Darlingtonstufe oder ein Logik-Level-FET? Davon hängt nicht unerheblich 
ab, wie groß der Goldcap sein muss.

Autor: Andreas K. (derandi)
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Er darf auch gerne verraten was das für ein Controller ist, ein Tiny-13 
ist auch mit Beschäftigung schon recht genügsam, ein Mega32 kann sich 
schon mal etwas mehr gönnen.

Autor: Thomas (Gast)
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Eine andere Möglichkeit wäre auch noch eine kleine Batterie (Knopfzelle) 
zu verwenden. Sobald die Spannungsversorgung getrennt wird, kann man 
dann auf die Batterie umschalten, den Verbraucher ausschalten und 
letztendlich die Verbindung zur Batterie trennen.
Wenn nicht allzuoft Ausgeschalten wird (1x taeglich?) hält so eine 
Knopfzelle locker an paar Jahre durch. Schaltungsaufwand is allerdings 
etwas höher.

Autor: Manu (Gast)
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Die Controllerwahl habe ich noch nicht getroffen, aber es sollte ein AVR 
sein, da ich hier die Programmierung und Architektur behersche. Ein 
Tiny13 oder 25 reicht völlig aus. Am Ende hängt ein BC547A zum schalten.
Ein Goldcap 0,1 5,5V hätte ich auch noch da.

Autor: Thomas O. (kosmos)
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ich würde einfach einen Akkupack mit hinklemmen, notfalls mit Diode 
entkoppeln. Denke nicht das die Spannung so lange weg sein wird das die 
Akkus tiefentladen werden. Ansonsten kannst du ja den µC auch schlafen 
legen wenn die 5V weg sind dann sollten die Akkus lange genug halten.

Autor: Tajas R. (tony)
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ist das nicht alles ein bisschen übertrieben?
warum nicht einfach den ausgang des µc mit der basis des transistors 
verbinden und parallel gegen masse einen pull-down und einen elko.
dann geht automatisch nach dem abschalten der versorgungsspannung nach 
T~RC auch der transistor aus... je nach dem, was das genau werden soll, 
ist da überhaupt kein µc nötig...

Autor: Manu (Gast)
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Tajas R. schrieb:
> ist das nicht alles ein bisschen übertrieben?
> warum nicht einfach den ausgang des µc mit der basis des transistors
> verbinden und parallel gegen masse einen pull-down und einen elko.
> dann geht automatisch nach dem abschalten der versorgungsspannung nach
> T~RC auch der transistor aus... je nach dem, was das genau werden soll,
> ist da überhaupt kein µc nötig...

Es muss aber eine Flanke von ca. 2 Sekunden als Ein- bzw. 
Ausschaltimpuls gegeben werden.

Autor: Andreas K. (derandi)
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Grob Überschlägig sollte das mit so einem Gold-Cap ganz locker 
funktionieren...

Autor: Tajas R. (tony)
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inwiefern denn "flanke von zwei sekunden"? innerhalb von 2s von Vcc nach 
0V? dann eben das ganze parallel zu dem teil, das die flanke benötigt...
mehr details würden die problemlösung leichter machen...

Autor: Manu (Gast)
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Nein, einfach 2 Sekunden lang muss der Transistor gegen Masse geschaltet 
werden. Also das Masse Signal muss mind. 2 Sekunden anliegen

Autor: Tek (Gast)
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Wenn ich das richtig verstanden habe soll die ganze Schaltung beim 
Einschalten einen 2s Impuls abgeben und beim Ausschalten noch einen 2s 
Impuls. Sonst muss der Mikrokontroller nix machen ?

Ist da ein Mikrokontroller nicht etwas zuviel des guten, sowas sollte 
doch mit mit ner Timerschaltung mit NE555 auch zu basteln sein.

Hir haste zb schon mal den Einschaltimpuls -> 
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0310121.htm

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