mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Step Up Regler auf 2.5V


Autor: Sam .. (sam1994)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi

Ich brauche bei meinem Projekt nur wenig Strom (geschätzt 500µA)
und auch nur 2.5V. Daher werde ich einen 850mAh AAA Akku benutzen. 
Dieser soll über einen StepUp auf 2.5V hoch kommen. Ich wollte 
eigentlich den PR4404 mit Spannungsteiler nehmen, allerdings ist der 
nicht geradeso effektiv bei so geringen Strömen. Nun zum Problem: Ich 
suche einen günstigen StepUp, der vielleicht 80% Effizient ist und 2.5V 
erzeugt. Meine Schaltung verträgt Spannungen von 2.5 - 5V, soll aber nur 
mit einer Zelle betrieben werden.

Vielleicht könnte man ein bisschen mit dem PR4401 tricksen, allerdings 
weiß ich nicht wie es da machen könnte, wie beim 4404.

So was muss es doch geben grade für Ströme im 1mA Bereich.

: Verschoben durch Admin
Autor: ... (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

Autor: Sam .. (sam1994)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vieleicht eine andere Idee:

Könnte man 3 * AAA nehmen und der Attiny würde sich die Spannung selbst 
zerhacken? Also hat einen P-Kanal Mosfet zw. Vcc und restlicher 
Schaltung hängen und steuert wird dann PWM gesteuert. Der AVR überprüft 
die Spannung dann über den ADC. Geht das? solte aber nicht mehr als 2 
Pis brauchen (mehr hab ich nicht frei (abgesehen von RESET). Wenn ja, 
ich kenne mich nicht so mit MosFets aus. Was für einen muss ich nehmen? 
Kann mir einer bitte mir einen Reichelt-MosFet geben, der möglich wäre?

Autor: Sam .. (sam1994)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ach das messen wird schwerer, der ADC braucht ja eine Referenz. Wie 
macht man dann sowas? Nimmt man da z.b. 4 Dioden, bei denen geprüft wird 
ob strom fließt?

Autor: Sam .. (sam1994)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Gut ich werde doch einen N Kanal nehmen: IRL3803. Damit kann der µC sich 
auch selbst ausschalten.

Ich stelle  mir die Schaltung so vor:

           |-----\____ --|
2.5-3.6V   |             |
Vcc ---- Drain  Gate  Source ----| -> hier sollen dann 2.5V sein.
                  |              |
       |----------|---Attiny84---|
       |                |        |
      100k              |        |
       |                |  10µF  |
GND ---|----------------|---||---|
                             +

Durch den Schalter überbrückt man die DS Strecke, der Tiny schaltet den 
Fet dann durch.

Durch den 10µF Puffer kann er auch die durch ein und Auschalten des Fets 
die Spannung regeln (8bit PWM sollte reichen).

Problem:

Wie misst man die Spannung wenn man keine Referenz hat?

4 Dioden? Geht das?

Autor: Sam .. (sam1994)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hat der Attiny84V eine Interne Reference? Beträgt die 1.1V (im 
Datenblatt hab ich nichts gefunden)?

Könnte ich dann mit einem Spannungsteiler (z.b.  80k --ADC-- 20k), die 
Spannung unter 1.1V bekommen und messen?

Autor: Markus Müller (mmvisual)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Dioden verändern die Durchlassspannung bei Temperaturunterschiede. 
Messe das mal und föhne die Diode.

Autor: Alexander v. Grafenstein (avogra)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn du nur 500µA brauchst, warum dann nicht einfach eine Cr2032?

Gruß, Alex

Autor: aaahhh (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Achtung !
es darf nur so kompliziert gedacht (und gehandelt) werden wie irgendwie 
moeglich ! Sauber, gruendlich, deutsch ?

Ein Gruss von der Mickey Mouse Logic ;-)

Autor: Sam .. (sam1994)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Alexander v. Grafenstein schrieb:
> Cr2032

Weil es ein Akku sein soll.

Autor: mhh (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Samuel K. schrieb:
> Alexander v. Grafenstein schrieb:
>> Cr2032
>
> Weil es ein Akku sein soll.

http://www.voelkner.de/products/135611/Knopfzelle-...

Muss er eben einen Akku nehmen.

Autor: Sam .. (sam1994)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also das mit den 3AAA hat schon seine Gründe:

1. Das Gerät soll sehr lange halten.
2. Die Passen gut rein
3. Es soll auch ladbar sein (ich möchte jetzt nicht noch ein Ladegerät 
für Knopfzellen kaufen!)
4. Die AAA kosten weniger.

Eigentlich will ich nur wissen, ob man mit einem Spannungsteiler z.b. 
(80k - 20k) mit der 1.1V internen Refernce Spannung das machen kann. Und 
ob das funktioniert:

Samuel K. schrieb:
>            |-----\____ --|  <- Das soll ein Schalter sein
> 2.5-3.6V   |             |
> Vcc ---- Drain  Gate  Source ----| -> hier sollen dann 2.5V sein.
>                   |              |
>        |----------|---Attiny84---|
>        |                |        |
>       100k              |        |
>        |                |  10µF  |
> GND ---|----------------|---||---|

Zur Entlastung der Batterie sollte allerdings noch ein 10µF zw. Drain 
und GND.

Autor: Sam .. (sam1994)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Weiß denn niemand ob das geht?

Autor: Alexander v. Grafenstein (avogra)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich weiß leider nicht, was ausser dem Tiny noch in der Schaltung 
enthalten ist. Sind die 500µA die Stromaufnahme des Tiny? Ist es 
möglich, den Tiny für längere Zeiten (ab einigen ms) schlafen zu lassen 
(-> Sleep Mode)? Dann kannst du die Stromaufnahme nochmal um 
Größenordnungen senken (<1µA). Und schon hält ne Cr2032 u.U. mehrere 
Jahre, Akku ist dann in der Regel überflüssig. Deine Akkus werden sich 
schon nach wenigen Monaten selbst entladen haben.

Prinzipiell sollte man nen Step-Down auf die Weise schon machen können. 
Du solltest aber bedenken, dass jedes mal, wenn du den Fet ein- und 
wieder ausschaltest, ebenfalls Energie verbraten wird. Beim Einschalten 
fließt etwas Ladung in das Gate, beim Ausschalten fließt dieselbe nach 
GND ab. Je nach Frequenz kommen da auch schnell einige µA bis mA 
zusammen. Der Mosfet, den du vorgeschlagen hast, ist leider ziemlich 
ungeeignet. Bedenke, dass dein Tiny nur mit 2,5V versorgt werden soll. 
Entsprechend stehen auch nur 2,5V für das Gate zur Verfügung. Du 
brauchst einen, der bei dieser Spannung schon sicher durchschaltet.
Ich behaupte mal, dass du ohne Spannungswandler und stattdessen mit 
Sleep-Modes wesentlich sparsamer bist.

Zum Messen der Versorgungsspannung:
Den Spannungsteiler kannst du dir sogar sparen. Du kannst auch das ganze 
auch umdrehen, indem du die Versorgungsspannung als Referenz nimmst und 
die 1,1V-Referenz ausmisst. Je niedriger die Versorgung, umso größer der 
gemessene Wert.

Erzähl uns doch, was das gesamte Projekt mal wird :)

Grüße, Alex

Autor: Sam .. (sam1994)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Alexander v. Grafenstein schrieb:
> Erzähl uns doch, was das gesamte Projekt mal wird :)

Ok, das soll eine Schachuhr V2 werden. In der Codesammlung sieht man 
schon die erste Version, allersdings wurde da kein Strom gespart. 
Display = 2xLCD (4stellig). Sonst ist eigentlich nichts enthalten, außer 
einen 2. Tiny der für die USB Verbindung zum PC zuständig ist (wird aber 
nur ovmn PC versorgt nicht vom Akkku. Ich weiß nicht genau was das LCD 
braucht aber ich denke unter einem mA komme ich aus.

Ich werde mal testen was mehr strom spart.

Es gibt übrigens Akkus, die entladen sich in einem Jahr nur 10% selber 
(auch AAA! (siehe Ready to use Zellen)).

Also wenn die Schaltung stimmt bin ich zufrieden.

Wie schnell soltle ich den Fet eigentlich schalten?

Autor: Alexander v. Grafenstein (avogra)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Was ich komplett übersehen hab: Die Schaltung mit nem N-Kanal-Mosfet 
funktioniert so natürlich nicht! Der braucht ja am Gate ne Spannung die 
höher als die am Source ist. Also brauchst du entweder nen P-Mosfet der 
bei V_gs -2,5V durchschaltet, oder du müsstest zusätzlich noch ne höhere 
Spannung bereitstellen. (Man merkt dass das Grüne hinter meinen Ohren 
noch lang nicht ganz weg ist :) )

Wenn ichs richtig gesehen hab, musst du nur jede Sekunde die Anzeige 
aktualisieren und gedrückte Knöpfe erkennen. Das schreit absolut nach 
Sleepmodes. Dann spielt die Spannung kaum noch eine Rolle beim 
Stromverbrauch. Da du für die Regelung des Mosfets den Tiny ständig 
laufen lassen müsstest und der Mosfet auch nochmal Verluste bedeutet, 
kommst du mit Akkus direkt am Tiny ziemlich sicher länger über die 
Runden. Ist halt ein gewisser Aufwand, die Software Sleep-kompatibel zu 
machen, aber hat nen schönen Lerneffekt und kannst auch sicher wieder 
brauchen.

Gruß, Alex

Autor: Sam .. (sam1994)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
die Spannung auf 2.5V zu halten hatte 2 Gründe:

1. Stromsparen
2. Gleiche Quarzfrequenz

Mein Problem ist, dass der Quarz bei xV nicht gleichschnell läuft.
Kann man das Softwaremäßig ausgleichen?


Der Sleepmodus wird wahrscheinlich kein Problem sein. Ich werde die 
Software sowieso neu schreiben und zwar effektiver, genauer und besser 
als die von V1.

Autor: avion23 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
zu 1:
Jeder Spannungswandler braucht schon mehr, als du durch die Absenkung 
von ~4,5V auf 2,5V sparen kannst.
Selbst dein spannungsteiler zieht ordentlich strom wenn du das mit dem 
ADC auch noch messen möchtest.

zu 2:Wie genau muss dein Quarz sein?
Wenn ein "möglichst genau" als Antwort kommt bin ich sauer.

Den internen Oszillator kann man kalibrieren (meine ich).

Autor: Sam .. (sam1994)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
avion23 schrieb:
Zu 1: Zum Glück unterstützt meine Schaltung überhaupt einen weiten 
Spannungsbereich von 2.5 - 5.5V (da ist ja nicht nur ein Attiny)

> zu 2:Wie genau muss dein Quarz sein?
> Wenn ein "möglichst genau" als Antwort kommt bin ich sauer.
>>möglichst genau natürlich!

Nein, in V1 waren es in 2 Stunden eine Abweichung von 1s.
In V2 soll aber in der Schachuhr eine richtige uhr rein,  das heißt sie 
sollte nur wenige Sekunden im Monate vor/nachgehen (je weniger desto 
besser).
Dafür hab ich auch extra schon 3.2786Mhz gekauft.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.