Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Atmega kurzzeitig aus Kondensator betreiben - geht das ?


von igel (Gast)


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Hallo zusammen,

ich möchte einen Atmega8 für kurze Zeit aus einem 47uF Kondensator 
betreiben.

Dieser Kondensator wird einmalig von ca. 1V innerhalb von 10ms auf 5V 
aufgeladen.

Dann schlägt die große Stunde des Atmega8, der nun möglichst viel und
lange rechnen soll - mindestens so lange, daß er das Nachladen
des Kondensators aus einer Stromquelle anstoßen kann (Elektronik dazu
spendiere ich - der Atmega muß nur einen MOSFET-schalten).
Dieses Nachladen soll der Atmega dann per ADC genau dosieren,
um sich selbst nicht in die ewigen Jagdgründe zu schicken.

Nach meinen Berechnungen kann ich den Atmega8 aus dem 47uF Kondensator
ca. 50ms speisen, bis die Spannung auf 2,7V zusammengebrochen ist.
Dabei möchte ich den Atmega mit seinem internen RC-Oszillator (1MHz) 
betreiben, um möglichst stromsparend und möglichst schnell arbeits-
bereit zu sein.

Aus den Datenblättern werde ich irgendwie nicht ganz schlau, was die
Start-Up Phase angeht:

- Ab wann (wieviel Spannung) rennt denn mein Atmega8 genau los?
- Und gibt es irgendwelche "Delays", bevor er sich auf den
  Programmcode stürzt ?
- Zählt meine Spannungsversorgung gemäß Datenblatt nun zur "slowly
  rising power" oder zur "fast rising power" ?
- Im Datenblatt in Tabelle 8-7 wird z.B. von 18 CK Verzögerung 
gesprochen.
  Sind das 18 Zyklen (=18us in meinem Falle)? Und was macht der
  Atmega in dieser Zeit? Warten?

Freue mich über jede Antwort.

Igel

von Mike J. (emjey)


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Du kannst auch einen 1F Goldcap nehmen, so ein 47µF Kondensator nutze 
ich nur zum stabilisieren der Spannung.

Ich habe mal getestet ab wann der ATmega8 zu arbeiten anfängt.

Atmega8L:   1MHZ    2.05V
Atmega8:  1MHz    2.20V

Atmega8:  12MHz    2.55V
ATmega644PV:    12MHz           1.90V

(bei jedem AVR ist das etwas anders, aber als Richtwert kannst du das 
nehmen)


Was willst du eigentlich machen?

igel schrieb:
> Dieses Nachladen soll der Atmega dann per ADC genau dosieren,
> um sich selbst nicht in die ewigen Jagdgründe zu schicken.

Das ist kritisch, wenn die Versorgungsspannung recht hoch und der 
Widerstand der Zuleitung zu klein ist.

Der AVR wartet dann vielleicht noch auf das Ergebnis des ADC obwohl die 
Spannung schon über 5.5V liegt.

Du könntest einen variablen Spannungsregler nehmen und damit die 
entsprechende Versorgungsspannung herstellen.

von igel (Gast)


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Hallo,

Danke zunächst einmal ein Mike für seine Mühen und die interessanten 
Infos.

> Was willst du eigentlich machen?

Ich möchte aus einer Batteriezelle (1V - 1,5V) einen Atmega betreiben.

Ich weiß, daß es dafür 10.000 Lösungen mit mehr oder weniger teuren
IC's gibt aber ich habe nun einmal den Ehrgeiz, das Problem möglichst
elegant und mit möglichst wenigen/billigen Bauteilen ohne IC's
zu lösen (mal abgesehen vom Atmega selbst natürlich).

Hier mein Ansatz:
1
1V ----- L1 ------------------ D1 ---------------------------
2
                 |                     |                     |
3
                 R1                    |                     |
4
                 |                     |                     |
5
              Taster1               C1=47uF             Atmega 8
6
                 |                     |                     |
7
                 |                     |                     |
8
GND ---------------------------------------------------------

Per Druck auf Taster 1 wird die Spule L1 (1000mH) "geladen".
L1 gibt beim Loslassen von Taster 1 über D1 (Schottky Diode)
seine Energie an C1.

Dort baut sich eine Spannung von max. 5,5V auf, die ausreichen muß,
um den Atmega auf Schwung zu bringen.

Der Atmega übernimmt dann im Anschluß selbst das Schließen/Öffnen
von Taster 1 (der nämlich eigentlich ein MOSFET ist) und pumpt
sich so anschließend selbst seine benötigte Energie "in die Birne".
(Du bemerkst sicherlich: das Grundprinzip ist mehr oder weniger
 ein Step-Up-Konverter)

Das ist also der Hintergrund meiner Frage ...

> Das ist kritisch, wenn die Versorgungsspannung recht hoch und der
> Widerstand der Zuleitung zu klein ist.
>
> Der AVR wartet dann vielleicht noch auf das Ergebnis des ADC obwohl die
> Spannung schon über 5.5V liegt.

Da hast Du völlig Recht - ich hoffe aber, daß ich dieses Problem mit
etwas Hinschmalz, einer guten Bauteildimensionierung und passendem
Pumpen-Timing umschiffen kann.

Trotzdem kann es - je nach Eingangsspannung - beim ersten Öffnen des
Tasters 1 zu einer Überspannung (> 5.5V) an C1 kommen. Das ist noch
ein Problem, welches es zu lösen gilt.

Meinen ersten Ansatz, eine 5.1V Z-Diode parallel zu C1 zu schalten,
mußt ich leider vorhin beerdigen: irgendwie macht die mir meine schöne
Spannung an C1 kaputt (muß nochmals näher untersuchen, warum ...)

> Du könntest einen variablen Spannungsregler nehmen und damit die
> entsprechende Versorgungsspannung herstellen.

Wie gesagt: IC's sind für mich tabu - die Eleganz der Lösung ist für
mich das Ziel.

Viele Grüße

Igel

von Udo S. (urschmitt)


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igel schrieb:
> Per Druck auf Taster 1 wird die Spule L1 (1000mH) "geladen".
> L1 gibt beim Loslassen von Taster 1 über D1 (Schottky Diode)
> seine Energie an C1.
>
> Dort baut sich eine Spannung von max. 5,5V auf, die ausreichen muß,
> um den Atmega auf Schwung zu bringen.

Das ist doch irgendwie gaga. Mit dem Taster sorgst du dafür daß eine 
ganze Menge Strom durch die Spule fliesst.
1. Frage: Wie verhinderst du, daß zuviel Strom duch L fliesst?
2. Frage: Taster loslassen und durch die in der Induktivität 
gespeicherte Energie soll der C geladn werden. Dieses Laden willst du 
durch den µC selbst überwachen und dann mit einem Mosfet den Strom zum C 
unterbrechen wenn du 5,5V hast.
Wohin soll dann der Rest der Energie? Das gibt dann einen satten 
Spannungsstoß der deinen Mosfet und vieleicht den µC dazu grillt. Sauber 
gedacht.
Achso su sorgst dafür daß die Überspannung irgendwie abgeleitet wird? 
Prima, dann kannst du die ganze µC Steuerung samt MosFet weglassen und 
statt dessen eine 5,5V Zehnerdiode parallel zum kondensator schalten.

Die eleganteste Variante ganz ohne µC oder auch nur MosFet

von Udo S. (urschmitt)


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igel schrieb:
> Meinen ersten Ansatz, eine 5.1V Z-Diode parallel zu C1 zu schalten,
> mußt ich leider vorhin beerdigen: irgendwie macht die mir meine schöne
> Spannung an C1 kaputt (muß nochmals näher untersuchen, warum ...)
Falsch rum angeschlossen?
Dein C ist viel zu klein um nur ab und an über einen Taster gespeist 
alles zu versorgen. Wahrscheinlich reicht der Leckstrom der Diode um den 
C recht schnell zu leeren.

von Sebastian (Gast)


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Eine sehr ähnliche Lösung zum Betrieb aus einer Zelle wurde schon mit 
PIC erfolgreich realisiert, mittels timerbasierter PWM, aber ohne ADC. 
Leider finde ich den Link nicht mehr.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Das Konzept kann schon funktionieren. Ersetze mal die ZD5.1 durch eine 
ZD5.6
Aber selbst die verbraucht bei 5V schon 1mA.
Ansonsten kannst du noch versuchen es mit einem Transistor plus 
Zenerdiode aufzubauen. Google mal nach Parallelregler.

Außerdem: Versorgung aus einer Zelle: Diskrete Schaltungen

von Jörg H. (idc-dragon)


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Ich habe auch mal eine Schaltung gebaut, wo ein AVR kurzzeitig nur aus 
einem Kondensator lebt:
http://www.rockbox.org/wiki/ArchosInfraredRemote
Der Grund war dort ein etwas anderer, ein Zweidrahtinterface was auch 
die Versorgung stellt.

Jörg

von Michael (Gast)


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Alexander Schmidt schrieb:
> Das Konzept kann schon funktionieren. Ersetze mal die ZD5.1 durch eine
> ZD5.6
> Aber selbst die verbraucht bei 5V schon 1mA.

5V Surpressordiode (Reichelt). Sollen "besser" sein als normale 
Z-Dioden.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Michael schrieb:
> 5V Surpressordiode (Reichelt). Sollen "besser" sein als normale
> Z-Dioden.
Die von TSC bei Reichlt fangen aber erst bei 6.8V an. Außerdem glaube 
ich nicht, dass diese generell besser sind. Die 15KE6.8 Diode leitet bei 
6V schon 10mA.

von igel (Gast)


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N'abend Mädels,

also, erst einmal an alle: Danke, daß Ihr so viel Feedback gegeben habt.

Und nun im einzelnen:

Udo Schmitt schrieb:

> Das ist doch irgendwie gaga.

Zum einen finde ich die Grundidee der Schaltung gar nicht gaga.
Und zum zweiten kann man in heutigen Zeiten mit "Gaga" ziemlich
viel verdienen :-)

> 1. Frage: Wie verhinderst du, daß zuviel Strom duch L fliesst?

Du hast R1 übersehen.

> 2. Frage: Taster loslassen und durch die in der Induktivität
> gespeicherte Energie soll der C geladn werden. Dieses Laden willst du
> durch den µC selbst überwachen und dann mit einem Mosfet den Strom zum C
> unterbrechen wenn du 5,5V hast.

Du hast mich mißverstanden:
Taster 1 sorgt nur für die "Initialladung" von C1.
Anschließend übernimmt der AT-Mega das Schließen und Öffnen des Tasters
und damit den Energie-Pumpmechnismus von L1 nach C1.
Und weil der Atmega natürlich keine Taster bedienen kann, macht dies
in Wirklichkeit ein MOSFET, der parallel zu R1 und Taster1 geschaltet
wird. Ich hoffe, das erklärt's etwas besser.
Der Rest Deiner Anmerkungen geht auf dieses Mißverständnis zurück.

Sodann komme ich zu Sebastian:

> Eine sehr ähnliche Lösung zum Betrieb aus einer Zelle wurde schon mit
> PIC erfolgreich realisiert, mittels timerbasierter PWM, aber ohne ADC.
> Leider finde ich den Link nicht mehr.

Das ist superschade - ich wäre sehr daran interessiert.

Als nächstes komme ich zu Alexander Schmidt:

Danke für die interessanten Anmerkungen.
Die Z-Diodencharakteristik muß ich einfach mal genauer untersuchen.
Das Problem: Jegliche Spannungbegrenzungen benötigen immer
eine Referenzspannung und dafür müßte ich dann wieder ein paar
Bauteile (und vermutlich auch kostbare Energie aus C1) spendieren.

Da kam mir heute die glorreiche Idee, daß der Atmega doch selbst
eine Spannungsreferenz hat und diese (so meine ich mich zu erinern)
sogar nach außen geführt ist. Diese Idee werde ich mal im Hinterkopf
behalten.

Den Link kannte ich schon - er enthält wirklich viele gute Ideen
und Schaltungen zu diesem Thema. Ich gebe gerne zu, daß ich hier
ein weiteres (hoffentlich elegantes) neues Rad erfinde.

Sodann zu Jörg H.:

Sehr hübsch - ich bin also nicht der einzige, der einen MOSFET für
solche Zwecke vor den Karren spannt.
Deine Lötkünste machen mir allerdings echt Angst - der helle Wahnsinn.
Dafür muß man Augen wie ein Adler und Finger wie eine Biene haben.

Zu Michael (Gast):

Danke für diesen Hinweis - ich werde mir dieses Surpressor-Tierchen
(oder heißen die Surprise-Dioden?) kennlinienmäßig mal anschauen,
wollte aber eigentlich gerne im Gebiet der "Feld-/Wald-/Wiesen-
Bauelemente" bleiben.

Viele Grüße

Igel

von igel (Gast)


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N'abend zusammen,

nun "Butter bei die Fische":
Anbei der erste Schaltungsentwurf.

Zumindest in der Theorie läuft alles wie geschmiert:

  V2, S1 modellieren den vormals erwähnten Taster, den ich hier einfach
  einmal periodisch schließen/öffnen lasse (sorry für die etwas um-
  ständliche Taster-Modellierung - es geht in Spice nicht anders)

  In der Realität wird dieser Taster natürlich nur 1x bedient, danach
  übernimmt M2 den Job, der seinerseits in der Realität natürlich nicht
  mit Gate an GND liegt, sondern vom Atmega angesteuert wird.

  Bei 0.1s wird S1 geschlossen und der Strom fließt über L1, R1, S1
  und lädt die Spule auf (siehe grüne Kurve im oberen Diagramm)

  Bei 0.2s wird S2 geöffnet - die Spule L1 treibt den Strom brav
  weiter über D1 in den Kondensator C1, dessen Spannung folglich
  schnell ansteigt (siehe blaugrüne Kurve im unteren Diagramm).

  Sobald die Spule Ihre Energie in Richtung C1 übertragen hat,
  versiegt der Strom über D1 und die Spannung an C1 beginnt zu
  sinken, da über C1 der Atmega mit Strom und Spannung versorgt wird.

  Die Zenerdiode D2 begrenzt das Spektakel ein wenig, damit es
  dem Atmega nicht zu viel wird (wie gesagt: in der Realität
  gibt's bei mir derzeit noch Probleme mit der Z-Diode).

Gut sichtbar ist im zweitobersten Diagramm:

  Ich habe max. 70ms Zeit, bis die Spannung am Atmega von anfangs
  knapp 5V auf 2,7V gefallen ist. Bis dahin muß der Atmega den MOSFET
  M2 angesteuert haben und der "Pumpmechanismus" über M2 muß in Gang
  gekommen sein - sonst ist alles zu spät.


Kommentare, Anmerkungen und Verbesserungsvorschläge sind jederzeit
willkommen.

Viele Grüße

Igel

von igel (Gast)


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... sorry Bild wurde versehentlich 2x hochgeladen.

Gruß
Igel

von Mike J. (emjey)


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Du könntest einfach einen LiIon Akku nehmen, da eh niemand mehr 1.2V 
NiMH Zellen zur Versorgung nutzt.

Was möchtest du damit eigentlich erreichen?

Wichtig: Du kannst deinen StepUp Wandler nicht starten indem du da ein 
mal hoch drückst, du bekommst ganz sicher auch keine 1 Henry Spule die 
66mA aushält zu kaufen.

Vorschlag:
Zum Strom sparen würde sich ein LiIon Akku anbieten, dessen Spannung 
senkst du einfach mit einem StepDown Wandler. Der AVR kann ja den Takt 
erzeugen (PWM) und die Spannung messen (ADC).
Wenn dein AVR mit 1MHz läuft regelst du einfach von 3.6V auf 2.1V, so 
verbraucht er permanent den minimalen Strom.

Man kann es so machen dass du den Taster drückst, den AVR so mit den 
3.6V versorgst. Danach regelt der AVR die Spannung über den MosFET.

von igel (Gast)


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Mein eigentliches Ziel ist es, einen Akku-Entlader für 1 NiCD/NiMH-Zelle
zu bauen, ...

1.) der sich selbst aus der zu entladenden Zelle speist.
2.) der die Entladungskurve dokumentiert.
    (Stichwort: Atmega speichert die Entladekurve im EEPROM)
3.) dessen Entladestrom ich einstellen kann.
4.) dessen Entlade-Abschaltspannung ich einstellen kann
5.) der mir den Entladezustand via LED's anzeigt

Ich stimme Dir zu: es gibt 10.000 andere Möglichkeiten, dies zu
realisieren, aber mein sportliches (?) Ziel ist es:

- für die Umsetzung nur den Atmega8 und möglichst wenige,
  günstige zusätzliche Standard-Bauteile zu verwenden (keine IC's).

Daher kommt die LiIonen-Lösung leider nicht in Betracht.

> Wichtig: Du kannst deinen StepUp Wandler nicht starten indem du da ein
> mal hoch drückst, du bekommst ganz sicher auch keine 1 Henry Spule die
> 66mA aushält zu kaufen.

Ich kenne mich mit Spulen nicht so gut aus. Ist das wirklich der Fall?
Ich dachte, ich hätte so ein Dingen erstanden:
http://www.reichelt.de/Funkentstoerdrosseln-Ringkern/TLC-0-5A-1000-/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=105599;GROUPID=3182;

Lag ich damit völlig falsch??

Viele Grüße

Igel

von Dietrich L. (dietrichl)


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igel schrieb:
> Ich dachte, ich hätte so ein Dingen erstanden:
> http://www.reichelt.de/Funkentstoerdrosseln-Ringke...
>
> Lag ich damit völlig falsch??

Das sind 1000µH, nicht 1000mH.

von esko (Gast)


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von MaWin (Gast)


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> Mein eigentliches Ziel ist es, einen Akku-Entlader für 1
> NiCD/NiMH-Zelle zu bauen, ...

Ja klar, nee, mit AVR.

Immerhin, die Zuverlässigkeit ist also völlig egal, das beruhigt.

Dennoch ein paar Hinweise:

Im Datenblatt eines Prozessors gibt es eine minimale Betriebsspannung, 
beim ATMega8 4.5V. Diese 4.5V sind garantiert, aber was der Prozessor 
darunter macht, weiß der Hersteller nicht.

"losrennen" zeigt jedenfalls, daß du digitale Technik nicht verstanden 
hast. Einige Bereiche des Prozessors werden mit 1V funktionieren, andere 
mit 3V, die Befehlsausführung mag bei 2V einsetzen, aber ob er die Ports 
ansprechen kann, ist nicht gesagt, vielleicht fehlt auch nur 1 Port-Bit.

Deine Fragestellung ist als Humbug.

Es gibt nicht ohne Grund Bausteine die sich brown out detection nennen 
und die einen Prozessor anhalten, wenn die Betriebsspannung zu tief 
sinkt, damit er NICHT Amok läuft (und im Extremfall sogar EEPROM 
löscht).

Falls du also mal nicht so sinnlose Dinge machst wie Akkus entladen mit 
Prozessoren: Denk dran, unter der Min-Betriebspannung weiß man nicht was 
der Prozessor macht, man hält ihn besser an.

von 112 (Gast)


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wie kommst du auf 70ms Zeit?

Wenn ich rechne: Q= C*deltaU wobei delta U = 5V-2,7V = 2,3V ist und 
C=47uF, dann erhalte ich eine maximal zur Verfügung stehende Ladung von 
1,08*10^-5C.

Ich gehe mal davon aus, dass du während dem Betrieb mindestens 5mA 
verbrauchen wirst, d.h. mit t=Q/I folgt für t= 2,16ms.

Dabei ist allerdings ein konstanter Strom mit linearer Entladung 
angenommen. Tatsächlich wirst du einen e-Fkt-Verlauf haben, so dass du 
anfänglich eventuell mehr Strom verbrauchst, als der Controller 
unbedingt haben müsste...

Wie bist du auf deine 70ms gekommen?

von Ulli-B (Gast)


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MaWin schrieb:
> Falls du also mal nicht so sinnlose Dinge machst wie Akkus entladen mit
>
> Prozessoren: Denk dran, unter der Min-Betriebspannung weiß man nicht was
>
> der Prozessor macht, man hält ihn besser an.

Wenn ich das richtig verstanden habe, dann soll die Spannung ja nicht 
unter die Mindestbetriebsspannung fallen.
Erst wenn der Akku dann leer ist, dann muss der AVR eben stoppen.

Was mich etwas irritiert ist: Der Sinn der Sache ist zweifelhaft!
Wie Mike J. schon erwähnt hat, NiCd/NiMh-Akkus sind doch total out.
Kein Mensch entwickelt heute noch ein Gerät mit einer solchen 
Spannungsversorgung.
Selbst die Modellbauer stellen nach und nach um, seit die LiIon-Akkus 
auch richtig hohe Ströme liefern können.

Unabhängig davon würde ich einfach mal mit 330µF oder auch 1000µF 
anfangen und ein paar Versuche machen. Wenn das Programm dann mal läuft 
sieht man ja wie gross der Kondensator mindestens sein muss.
Das Prinzip sollte auf jeden Fall funktionieren.

MfG
Ulli-B

von Martin (Gast)


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Hallo Igel,

poste bitte die ASC-Datei zu deinem LTSpice-Projekt.

Martin

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Du wirst schon mit ca. 1mH auskommen müssen, sonst wird das viel zu 
groß.

@112 (Gast): Du liegst Faktor 10 daneben.

von 112 (Gast)


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ups stimmt, hab 4,7uF eingetippt statt 47uF.

Aber demnach wäre ich bei einem 21ms-Zeitfenster, wobei mein Strom 
konstant bei 5mA läge.

Auf 70ms käme man dann bei einem Strom von ca. 2mA, was mir reichlich 
wenig erscheint, selbst meine 5mA sind schon knapp bemessen und 
Leckströme sind garnicht eingerechnet.

Außerdem frage ich mich, inwieweit der Strom linear bzw. konstant 
angenommen werden darf? Wieviel Strom zieht so ein Controller bei einem 
unbegrenzten Stromangebot und wieweit kann das Stromangebot 
eingeschränkt werden, ohne die Funktionalität einzuschränken?

von Mike J. (emjey)


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112 schrieb:
> Wieviel Strom zieht so ein Controller bei einem
> unbegrenzten Stromangebot und wieweit kann das Stromangebot
> eingeschränkt werden

Ha ... du wurdest jetzt aber als Neuling im Elektronikbereich erkannt.

Der AVR zieht sich nur so viel Strom wie er bei einer bestimmten 
Spannung zieht. Die Spannung bestimmt wie viel Strom durch ihn durch 
fließt.
Aufgrund dessen nie mehr als 5V an ihn anlegen. (deutlich unter den 
Maximum Ratings bleiben)

@ MaWin (Gast)
Wenn ein AVR bei einer gewissen Spannung zu arbeiten anfängt und die 
Ausgänge setzt oder Daten über UART versendet kann man schon sagen dass 
er ab dieser Spannung läuft.
Ich habe nicht versucht das EEprom zu beschreiben, aber die anderen 
Teile sollten alle laufen.
Wenn ich bei dem ATmega644 die 2.56V Referenzspannung ausgewählt habe 
kann ich natürlich nicht erwarten dass es die bei 1.9V 
Versorgungsspannung liefert.

@ igel (Gast)
Also das funktioniert so nicht wie du dir das vorgestellt hast, es ist 
schön dass du darüber nachgedacht hast und kreativ geworden bist, aber 
so wirst du die Energiemenge nicht mal ansatzweise genau bestimmen 
können.

von igel (Gast)


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Hallo Leute,

echt nett von Euch, daß Ihr Euch so viele Gedanken macht.
Also ...

---------------------------

zu den Anmerkungen von Dietrich L. und Esko:

> Das sind 1000µH, nicht 1000mH.

Du hast völlig Recht - es sind 1000uH und nicht 1000mH !!
Au weia - wie konnte ich nur solche Tomaten auf den Augen haben ?!
Das war wirklich ein Riesen-Lapsus ...

Die anschließende Ohrfeige von Esko mit seinem Hinweis auf
die SI-Präfixe habe ich mir also redlich verdient ...

---------------------------

Zu den Anmerkungen von MaWin:

>"losrennen" zeigt jedenfalls, daß du digitale Technik nicht verstanden hast.
Ich glaube, Du unterschätzt mich da ein wenig :-)
Ich habe zahllose Analog- und Digitalschaltungen gebaut - mit und ohne 
AVR.

> Deine Fragestellung ist als Humbug.
Hmmm ...
Solche Kommentare finde ich immer etwas schade, werde aber
nicht näher darauf eingehen.

> Falls du also mal nicht so sinnlose Dinge machst wie Akkus
> entladen mit Prozessoren:
Hmmm ...
Auch nicht wirklich nett, diese Anmerkung, oder ?

Über Sinn und nicht Sinn läßt sich sicherlich stundenlang diskutieren.
Viele Philosophen haben sich daran schon versucht.
Nun haben wir also jemanden, der zwischen Sinnvollem und nicht
Sinnvollem trennscharf unterscheiden kann. Gut zu wissen.

---------------------------

Zu den Anmerkungen von "112 (Gast)":

> Wie bist du auf deine 70ms gekommen?

Danke für Deine Rechnung - genau diese Überlegungen hatte ich ebenfalls
im Vorfeld durchgeführt und bin so auf die 70ms gekommen.

Du hast Dich in Deiner Rechnung um eine Kommastelle vertan - Alexander
Schmidt hatte das ebenfalls sofort bemerkt.

Trotzdem: irgendwie nett von Dir, auf diese Weise jemanden zu trösten,
der sich sogar um den Faktor 1000 verhauhen hat und nun am liebsten ins
nächste Mauseloch kriechen würde :-)

Ich bin übrigens von 2mA Verbrauch ausgegangen, da ich den Prozessor
aus Stromspargründen nur mit 1MHz takten werde. Dann kommt man auf
ca. 70ms.

---------------------------

Zu "Martin (Gast)"

> poste bitte die ASC-Datei zu deinem LTSpice-Projekt.

Bitteschön - die ASC-Datei liegt bei.
Interessierte können somit per Ltspice die Simulation reproduzieren.

Achtung: die Datei enthält noch die falsche 1000mH-Variante.
Ersetzt man die Induktivität durch eine 1000uH-Variante, so
sehen die Ergebnisse sehr ernüchternd aus.

----------------------------

Zu "Alexander Schmidt":

> Du wirst schon mit ca. 1mH auskommen müssen,
> sonst wird das viel zu groß.

Ich fürchte, Du hast Recht.

Zu den Auswirkungen schreibe ich nachher noch etwas in einem
separaten Posting.

----------------------------

Zu "Mike J.":

> Also das funktioniert so nicht wie du dir das vorgestellt hast,
> es ist schön dass du darüber nachgedacht hast und kreativ
> geworden bist, aber so wirst du die Energiemenge nicht mal
> ansatzweise genau bestimmen können.

Nach meinem "1000 Milli-Henry-Lapsus" bin ich ziemlich "geerdet".
Ich fürchte fast, Du hast Recht. Ich rechne nochmals alles durch
und schreibe nachher dazu nochmals ein separates Posting.

Danke für Deine anerkennenden Worte.
Und danke mal wieder an alle, die sich bemüht haben.

Viele Grüße

Igel

von MaWin (Gast)


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> Wenn ein AVR bei einer gewissen Spannung zu arbeiten anfängt und die
> Ausgänge setzt oder Daten über UART versendet kann man schon sagen dass
> er ab dieser Spannung läuft.

Nein.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Du solltest unbedingt den Brownout-Reset aktivieren.  Damit ist
sichergestellt, dass bei zu geringer Spannung nicht irgendwelcher
Mist als Programm versucht wird abzuarbeiten.

Außerdem solltest du einen moderneren Controller nehmen, ATmega88PA
bietet sich an.  Der braucht schon mal von sich aus weniger Strom,
außerdem geht er bis 1,8 V herunter.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Ich verstehe nicht, weshalb man einmal einen Kondensator läd und diesen 
dann leer eiert. Mittels PWM kann man die Spannung doch konstant auf 
3-5V (oder ...V) halten ...
Damit fällt die gesamte zeitkritische Komponente weg.


Gruß

Jobst

von Achim M. (minifloat)


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Jobst M. schrieb:
> Mittels PWM kann man die Spannung doch konstant auf
> 3-5V (oder ...V) halten

Eben. Rückmessung über einen ADC und dynamisches Anpassen des 
Dienstzyklus, äh, des Tastverhältnisses.

Zum Starten würde ich einen Joule-Thief vorsehen, der mit dem Taster 
aktiviert wird und vom Prozessor, sobald er läuft, über einen 
selbstleitenden FET deaktiviert wird. Eventuell könnte man dann sogar 
den Taster loswerden.

mfg mf

von Mike J. (emjey)


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MaWin schrieb:
> Nein.

Ich habe alles auf dem AVR genutzt außer den EEProm, von daher kann ich 
sagen: Doch, es geht. Es mag zwar bei anderen AVRs aus der gleichen 
Fertigung etwas anders sein, aber nicht sehr viel.

Da igel (Gast) nichts für den Massenmarkt herstellt kann er das ruhig 
probieren.

Es ist aber besser die Brown out detection (2.7V) zu aktivieren damit 
dein AVR beim langsamen anfahren der Spannung keinen Mist in den 
Speicher schreibt und dein Programm somit hin ist.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


Angehängte Dateien:

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Ich habe die Simulation auch mal laufen lassen und etwas verändert, 
siehe Anhang.
Es wird wohl nicht klappen, weil die Energie in der Spule einfach zu 
gering ist um den Kondensator zu laden.

Du wirst wohl auf eine der Möglichkeiten aus [[Versorgung aus einer 
Zelle]] zurückgreifen müssen.

von MaWin (Gast)


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> Es mag zwar bei anderen AVRs aus der gleichen Fertigung
> etwas anders sein,

Eben.

> aber nicht sehr viel.

So viel, daß manche den Endtest "arbeitet ab 4.5V" nicht bestehen.

von igel (Gast)


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Hallo zusammen,

vorab zunächst einmal der Dank in die Runde für Zeit und Hirnschmalz,
den Ihr in diese Geschichte hier investiert.

Bevor ich einzeln auf Eure Antworten/Kommentare/Verbesserungsvorschläge
eingehe, kommt hier zunächst einmal die angekündigte grundsätzliche
Überlegung, ob die Schaltung überhaupt funktionieren kann (nachdem ich
nun nicht mehr die großzügigen 1000mH sondern nur noch 1mH ansetzen 
darf).

Also:


- Laut Reichelt-Produktbeschreibung kann die Spule 0,5A verkraften.
  Ich nehme einmal an, daß anschließend der Spulenkern sättigt 
(korrekt?).


- Daraus ergibt sich die maximal in der Spule speicherbare Energie zu:
      El = 1/2  L  I^2 = 1/2 * 0,001 Vs/A * 0,5A * 0,5A =  0,00025 Ws
           # El = Energie, die in der Spule gespeichert ist


- Im nächsten Schritt gehe ich davon aus, daß ich die Energie der Spule
  zu 100% in den Kondensator übertragen bekomme. Außerdem möchte ich
  die Größe des Kondensators so dimensionieren, daß sich nach der 
Energie-
  übertragung eine Spannung von 5V am Kondensator aufgebaut hat.

  Die allgemeine Formel für die Energie in einem Kondensator lautet:
      Ec = 1/2  C  Uc^2
           # Ec = Energie, die im Kondensator gespeichert ist
           # Uc = Spannung am Kondensator

  Meine obige Annahme in Formeln ausgedrückt lautet somit:
      Ec = El
   => 1/2  C  Uc^2 = EL
   => C = EL * 2 / Uc^2
   => C = 0,00025 VAs * 2 / (5 V)^2
   => C = 0,00002 As/V
   => C = 20 uF

  Mir ist dabei völlig klar, daß ich einige Modellvereinfachungen vor-
  genommen habe:

  - ich nehme eine ideale Spule an
  - ich vernachlässige die Energieverluste, welche die Diode verursacht
  - ich vernachlässige die bereits im Kondensator befindliche 
Anfangsspannung
  - ich vernachlässige den Ladungsverlust, der bereits während er 
Auflad-
    phase am Kondensator entsteht, weil der Atmega ja parallel liegt.

  Trotzdem setzte ich einmal genau dieses Modell an - mit irgendetwas
  muß man ja starten.


- Im nächsten Schritt berechne ich, wie lange ich meinen Atmega aus
  dem auf 5V aufgeladenen 20 uF Kondensator speisen kann, bis die
  Spannung auf 3 V zusammengebrochen ist.

  Diese Spannungs-Differenz 5V ... 3V nenne ich dU (für "Delta-U").
  Sie beträgt dU = 2V. Außerdem nehme ich den Atmega-Strom mit 2mA an.

  Folgende Formel kommt als nächstes zur Anwendung:

      dU = 1/C  I  t
   =>  t = dU * C / I
   =>  t = 2V * 20uF / 2mA
   =>  t = 2V * 0,000020 As/V / 0,002A
   =>  t = 0,020s

   Auch dabei habe ich wiederum ein paar Modell-Vereinfachungen 
vorgenommen:

   - Der Strom durch den Atmega wird als konstant angesetzt
   - Leckströme durch Kondensator oder Diode werden vernachlässigt

Ergebnis:

  Gemäß Rechenmodell bleibt eine Zeitspanne von ca. 20ms,
  in der der Atmega in einem Spannungbereich von 5V ... 3V
  operieren kann.

TODO's:

  - Zu klären bleibt, ob der Atmega in dieser kurzen Zeit anläuft
    und dann auch bereits innerhalb der 20ms einen Aus-/Einschalt-
    vorgang am SchaltTransistor triggern könnte. (hierbei müßte man
    berechnen, wieviel Energie er dann max. in den Kondensator pumpen
    könnte - aber dafür bin ich momentan zu faul ...)

    Um zu testen, ob der Atmega schnell genug anläuft, könnte man
    z.B. den Atmega mit einem entsprechenden Mini-Programm bestücken
    und ihn anschließend an einen Funktionsgenerator mit umgekehrter
    Sägezahnspannung hängen.

    ... oder die Spule durch einen Widerstand ersetzen und statt
    der 1V Zelle einen Funktionsgenerator mit kurzen Rechteck-
    Ladeimpulsen einsetzen.

    Mit einem 2-Kanal Oszi sollte dann genau die Zeit zwischen Anstiegs-
    Flanke am Funktionsgenerator und erstem Lebenszeichen an den Atmega-
    Ausgangsports vermessen werden können.

Fazit:

  - Noch gebe ich nicht auf und zähle weiterhin auf Eure Unterstützung

Übrigens:

  - Meine Praxisversuche mit der 1mH-Spule und einem Aldi-NiMH-Akku
    (1,32 V) haben ergeben, daß ein kurzer Tastendruck den 
47uF-Kondensator
    von 1,32V auf ca. 5,4V hochkatapultiert.

    Den 10 Ohm Widerstand vor dem Taster habe ich bei meinen Versuchen
    allerdings komplett gestrichen ...
    Der Strom wird also nur durch den Akku-Innenwiderstand sowie
    durch irgendwelche Verbindungswiderstände meines fliegenden Aufbaus
    begrenzt.

    Aber immerhin: die 5,4V machen Hoffnung ...
    Auch dieses Ergebnis hält mich noch bei der Stange.


Viele Grüße

Igel


PS:

  - Eure guten Anmerkungen/Hinweise/Hilfestellungen werde ich in einem
    nächsten Posting kommentieren. Es bleibt nichts unberücksichtigt.

von Axel R. (Gast)


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Wenn schon "SO8-SMD" Löterei Staunen hervorruft, dann traue ich mich 
garnicht, den hier

http://www.atmel.com/dyn/products/product_card.asp?part_id=4523&category_id=163&family_id=607&subfamily_id=791

vorzuschlagen.

Wie der Jörg schon sagte - nimm was aus der aktuellen Produktpalette von 
atmel. dann geht das auch. Der tiny hat den Stepup gleich eingebaut. 
Toll, oder?

Gruß Axelr.

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Axel Rühl schrieb:
> Der tiny hat den Stepup gleich eingebaut.
> Toll, oder?

Aber das wäre dann doch langweilig ;)! Ohne ausufernde Bastelei macht es 
doch keinen Spaß ;D! Mit einem Step-Down habe ich sowas schon gemacht - 
ein Step-Up sollte also auch gehen.


Gruß
Jonathan

von axelr. (HTC mobil) (Gast)


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Man kann aber auch die Kirche im Dorf lassen ;))

von igel (Gast)


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N'abend zusammen,

hier das versprochene Feedback auf Eure zahlreichen Antworten (Danke!):

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Zunächst zu Jörg Wunsch:

> Du solltest unbedingt den Brownout-Reset aktivieren.
Jawohl, das hatte ich vor.

> Außerdem solltest du einen moderneren Controller nehmen
Claro, das würde mir das Leben schon arg erleichtern:
Zwischen den 2 mA eines Atmega8 und den 240 uA der Pico-Power
Atmega-Generation liegen schon Welten. Leider habe ich so einen
Pico-Power-Atmega nicht in meiner Grabbelkiste. Ich werde
über Deinen Vorschlag zurückgreifen, wenn's gar nicht
mit den alten Boliden klappt.

--------------------------------

Sodann zu Mini Float:

> Zum Starten würde ich einen Joule-Thief [...]
Ich hatte den Joule-Thief im Vorfeld meines Projektes bereits gesehen
und bewundert - allerdings wäre dies ein ziemlich anderer Ansatz, den
ich explizit nicht gehen wollte, da er selbstgewickelte Transformatoren
benötigt.

Trotzdem: die Grundidee ist mehr als genial.
Ich hatte sogar einen Beitrag aufgetan, der die Sache auf die Spitze
treibt und mit Hilfe des Joule-Thiefs und einem Peltier-Element
aus Handwärme eine kleine LED-Taschenlampe betreibt:
http://www.harald-sattler.de/html/body_led-taschenlampe.htm

Ich hatte mir die erwähnten Germanium-Transistoren sogar schon
besorgt. Nur - wie gesagt - es ist ein anderer Ansatz.

----------------------------------

Zum Beitrag von Mike J.:

> Ich habe alles auf dem AVR genutzt außer den EEProm,
> von daher kann ich sagen: Doch, es geht.
Das hört sich äußerst positiv an !!
Vielen Dank für diese wichtigen Infos.
Bitte schreibe noch ein paar Takte dazu, ab welcher Spannung Du
getestet hast. Außerdem würde mich interessieren, ob der Atmega
bei aktiviertem Brown-Out auch wirklich erst ab dem Triggerlevel
losläuft und vorher ggf. kaum Strom benötigt (was für mich natür-
lich enorm wichtig wäre).

-----------------------------------

Zum Beitrag von Alexander Schmidt

> Es wird wohl nicht klappen, weil die Energie in der Spule
> einfach zu gering ist um den Kondensator zu laden.
Meine theoretischen Berechnungen aus meinem Posting vom
18.08.2011 12:31Uhr zeigen, daß die 1000uH-Spule dem Atmega8
etwa 20ms Zeit zum Hochfahren und Rechnen bescheren sollte.

Wenn Du in der Simulation R1 kräftig runterdrehst (z.B. auf 2 Ohm)
und außerdem die Z-Diode auswirfst, siehst Du, daß es klappen könnte.
Ohne Z-Diode hat man dann allerdings das Überspannungsproblem,
was ich inzwischen aber ebenfalls lösen konnte (ohne Z-Diode).

Du hast schon Recht: es wird verdammt knapp, aber ich meine,
es könnte trotzdem klappen.

------------------------------------

Zum Beitrag von MaWin (Gast) :

> So viel, daß manche den Endtest "arbeitet ab 4.5V" nicht bestehen.
Vermutung oder Selbsterfahrung?

------------------------------------

Zum Beitrag von Axel Rühl:

> Wenn schon "SO8-SMD" Löterei Staunen hervorruft, dann
> traue ich mich garnicht, den hier [...]
Selbstverständlich hatte ich den Attiny43U bei meinen Vorrecherchen
gesehen, aber zum einen fehlte mir eine Bezugsquelle, wo ich diesen
Kameraden einfach bestellen kann, und zum anderen wäre diese Lösung
irgendwie zu einfach, da von der "Stange" und ohne Neuland-
erforschung :-)

------------------------------------

Zum Beitrag von Jonathan Strobl:

> Aber das wäre dann doch langweilig ;)!
> Ohne ausufernde Bastelei macht es doch keinen Spaß ;D!
Mein Reden (siehe oben) ...
Außerdem möchte ich einfach sehen und erleben, wie der Atmega
selbst das Pumpenwerk bedient (wenn es denn jemals so weit kommt ...)

-------------------------------------

Soweit mein Feedback zu Euren Beiträge, für die ich mich nochmals
ganz herzlich bedanken möchte.

Viele Grüße

Igel

von igel (Gast)


Angehängte Dateien:

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N'Abend zusammen,

hier die neuesten Ergebnisse: diesmal nicht auf dem Blatt gerechnet
oder mit Ltspice simuliert sondern mit Draht in der Praxis aufgebaut.

Zur Erinnerung:

Es war zu untersuchen, wieviele Millisekunden nach Anstieg der
Versorgungsspannung von ca. 1V in Richtung 5V der Atmega8 mit der 
eigentlichen Programmabarbeitung beginnt.

Diese Verzögerungszeit darf nicht fürchtbar lange dauern, weil der 
Atmega8
gemäß Vorüberlegungen (siehe meine vorigen Postings) insgesamt
max. 20ms Zeit hat, um nach dem Anstieg der Versorgungspannung
den Pumpen-MOSFET M1 anzusteuern und die erste Pumpaktion durchzuführen.

Der Versuchsaufbau:

Getestet habe ich einen frischen Atmega8, bei dem ich lediglich
2 Fuse-Bit-Einstellungen angepaßt habe:

1.)  Startup-Verzögerung auf 6 CK heruntergesetzt
2.)  Bown-Out-Detektion aktiviert (Schwelle: 2.7V)

Dieser Atmega wurde in einer Minimal-Beschaltung gemäß
http://www.mikrocontroller.net/articles/Absolute_Beginner-AVR_Steckbrettprojekte
... auf einem Steckbrett verbaut (natürlich ohne die in der
URL aufgeführte Spannungsstabilisierung).

Anschließend habe ich das Signal meines Funktionsgenerators
(per Z-Diode auf 5,1V abgesichert) als Spannungsversorgung
an den Versuchsaufbau angelegt.

Das Ergebnis seht Ihr im angehängten Oszilloskopbild:

- die Horizontalablenkung beträgt 10us pro cm
- die Vertikalablenkung beträgt 1V für den ersten Kanal (Vss)
  und 2V für den 2. Kanal (PORTB) - bei 1V Ablenkung für beide Kanäle
  hätten sich die Strahlen unschön überdeckt, daher diese Wahl.
- die Null-Volt-Linie ist NICHT in der Mitte des Schirms sondern 1 cm
  über der unteren Bildschirmkante.
- die obere Kurve zeigt den Anstieg der Versorgungsspannung
- die untere zackige Kurve zeigt das Signal an PORTB, den ich
  per Assembler-Programm toggeln lasse.

Fazit:

- Bereits 20us nach Überschreiten der 2.7V Versorgungsspannung
  könnte ich PortB schalten und somit den avisierten, potentiellen
  Pumpen-MOSFET ansteuern.

Das macht wirklich Mut, die weiteren Schritte anzugehen, die da wären:

1.  Umsetzung Schaltung aus der der LTspice-Simulation in die Praxis
  (diesmal natürlich nicht mehr mit 1H-Spule sondern mit 1mH-Spule,
  verkleinertem Kondensator und verkleinertem R1 - siehe die Überle-
  gungen aus dem vorigen Posting). Außerdem möchte ich statt des
  Tasters einen MOSFET einsetzen, der dann von meinem Funktions-
  generator auf- & zugesteuert wird, um den Vorgang periodisch und
  wiederholend zu gestalten denn ich habe leider kein Speicher-Oszi.

2.  Ausdenken eines effizienten Überspannungsschutzes für den Atmega.
  Der Schutz sollte dabei ggf. möglichst wenig Energie vergeuden.

3.  Erstellung eines Programms zur Steuerung des Pumpen-MOSFETs.

Ich bin sehr gespannt, wie's weitergehen wird.

Allerdings bin ich mir nicht ganz sicher, ob das neben mir noch
jemand anderen auf dieser Welt interessiert ...

Sollte also noch jemand da draußen mitlesen und ernsthaftes Interesse
am Fortgang der Geschichte haben, bitte melden.

Höre ich nichts, erspare ich Euch und mir diese etwas aufwändige
Versuchsreportage und brutzle einfach wieder in meinem stillen
Kämmerchen alleine vor mich hin.

Viele Grüße

Igel

von igel (Gast)


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Uppps: die Vss-Spannung ist am rechten Ende des Oszilloskopbildes nicht 
5,2V sondern nur ca. 4,7V. Umso erstaunlicher, wie fix der Atmega 
anläuft.

Viele Grüße

Igel

von Mike J. (emjey)


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20µs sind das also ... okay das war mal interessant zu sehen :)

Zum entladen per StepUp:
Du kannst dir ja theoretisch die Ladungsmenge berechnen die in den 
Kondensator jedes mal hineinströmt, dazu musst du die Kapazität des 
Kondensators aber genau kennen.

Die BrownOutDetection liegt aber nicht geneu bei 2.7V
Schau mal in das Datenblatt unter "Figure 165. BOD Thresholds vs. 
Temperature (BOD Level is 2.7v)" da sind das eher 2.65V.

Wenn du die aktuelle Spannung messen möchtest ist der AD-Wandler aber 
bestimmt zu langsam.
Du hast nur 2,16ms und die Referenzspannung von 2.56V muss sich erst mal 
aufbauen.

Hast du keinen LiIon Akku? Ich nutze die nur noch.
http://www.pollin.de/shop/dt/NDcwOTI3OTk-/Stromversorgung/Akkus/LiPo_Akkus/LiPo_Akkupack_BAK_553048P_7_4_V_820_mAh.html

Du kannst das StepUp-Verfahren auf die genau so anwenden, nur dass der 
AVR sofort anläuft wenn du ihn an den Akku hängst.

Der LiIPo-Akku von Pollin ist bei 3V leer und bei 4.2V randvoll.
Dein AVr läuft also noch wenn der Akku leer ist und kann die Werte 
abspeichern und sich dann in den tiefsten Sleep-Mode versetzen.

Bei unterschreiten ober überschreiten dieses Bereichs geht der Akku 
langsam kaputt.
Er hält am längsten (höchste Lade-Zyklen Zahl) wenn du ihn nur bis 3.96V 
(= auf 90% Akkukapazität) auflädst und auch nicht so tief (nur bis 3.6V 
, da hat er noch ca. 10-20% Kapazität) entlädst.

von Konrad S. (maybee)


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igel schrieb:
> Sollte also noch jemand da draußen mitlesen und ernsthaftes Interesse
> am Fortgang der Geschichte haben, bitte melden.

Ja, mich interessiert es.
Ich habe zwar keine Ahnung, ob ich jemals eine vergleichbare 
Problemstellung in meinen Projekten haben werde, aber ich finde es 
trotzdem einfach spannend hier mitzulesen.

von igel (Gast)


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> Du kannst dir ja theoretisch die Ladungsmenge berechnen die in den
> Kondensator jedes mal hineinströmt, dazu musst du die Kapazität des
> Kondensators aber genau kennen.

Ich glaube, die Ladungsmenge ist vom Kondensator unabhängig (jedenfalls
so lange keine Überspannungsbegrenzung vorhanden ist). Meiner Meinung
nach ist sie lediglich von der Spule und der Länge der Durchschaltzeit
des MOSFET abhängig.

Denn: die Schaltdauer bestimmt laut I = L  U  t den Strom und der
Strom wiederum bestimmt die Energie in der Spule (El = 1/2 L I^2) und
die Energie wiederum wird in den Kondensator übertragen - egal wie
groß der ist. Die Größe des Kondensators legt dann lediglich fest,
wie hoch die Spannung ist, die sich in ihm aufbaut (gemäß U = C  I  
t).

> Wenn du die aktuelle Spannung messen möchtest ist der AD-Wandler aber
> bestimmt zu langsam. Du hast nur 2,16ms und die Referenzspannung
> von 2.56V muss sich erst mal aufbauen.

Guter Hinweis, ich hatte immer noch die schnellen Wandlerzeiten meines
Quarz-gesteuerten Atmega im Hinterkopf, aber ich habe ja jetzt nur noch
1 MHz Taktfrequenz.

Aber die AD-Idee war vermutlich sowieso suboptimal. Mit dem eingebauten
Comparator und einer kleinen Interruptroutine sollte es viel eleganter
gehen. Einfach nachladen, wenn der Comparator die Routine triggert.

> Hast du keinen LiIon Akku? Ich nutze die nur noch.
Du hast sicherlich technisch völlig Recht, aber mit 2 Kindern und jede
Menge Spielgerät habe ich inzwischen ca. 200 (jawohl, in Worten "zwei-
hundert") Mignon-Akkus im Einsatz. Daher mein Fokus auf diese Spezies.

Außerdem - das gebe ich gerne zu - möchte ich es einfach herausfinden,
ob man mit dem Atmega und ganz wenigen externen Bauteilen einen
selbstgesteuerten Step-Up Wandler ab 1V Eingangsspannung bauen kann.
Das habe ich nämlich bislang noch nirgendwo im Internet gefunden.

Danke aber für Deinen Pollin-Hinweis - ist sicherlich eine interessante
Alternative für (unsere) Bastler-Zwecke.

Viele Grüße

Igel

von igel (Gast)


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@Konrad - okay. Für Dich schreibe ich dann hier, wie's weitergeht.

Allerdings geht mein Urlaub bald zu Ende und meine Beitragsfrequenz
wird dann deutlich heruntergehen.

Viele Grüße

Igel

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Hier! Ich! wink - Mich wuerde das auch interessieren!


Gruß
Jonathan

von Konrad S. (maybee)


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igel schrieb:
> ca. 200 (jawohl, in Worten "zwei-
> hundert") Mignon-Akkus im Einsatz.

Uff! Wie organisierst du, dass da keiner hoppsgeht, Tiefentladung wegen 
zu langem Herumliegen oder Vergessen oder sowas? Und wieviele und welche 
Ladegeräte sind dafür nötig?

von igel (Gast)


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N'Abend zusammen,

bevor ich in meinem nächsten Posting die aktuellsten 
"Forschungs"ergebnisse
vorstelle, gehe ich schnell noch auf die letzten 2 Postings ein:

Zum Posting von Jonathan Strobl:
> Hier! Ich! wink - Mich wuerde das auch interessieren!
Okay - Danke für die Meldung. Damit beläuft sich die Fangemeinde auf
sagenhafte 2 Personen. Ich bin tief gerührt und werde also weiterposten.

Zum Posting von Konrad S.:
> Uff! Wie organisierst du, dass da keiner hoppsgeht, Tiefentladung
> wegen zu langem Herumliegen oder Vergessen oder sowas? Und wieviele
> und welche Ladegeräte sind dafür nötig?
Na ja - für's Hoppsgehen sorgen schon die Kinder: der Legobagger oder
die Taschenlampe werden stets so lange benutzt bis sie auch ja
keine einzige Zuckung mehr von sich geben ...  Und schon haben die
kleinen runden Insassen einen Schaden ...

Ansonsten sammle ich alle in einer Kiste und versuche die nach Round-
Robin-Verfahren immer wieder alle aufzuladen. Immerhin sind alle
nummeriert und ich notiere mir die Kapazitäten, damit ich gute
und schlechte Akkus ein wenig auseinanderhalte und dem gröbsten
Akku-Schinder nicht die besten Akkus in die Hand drücke.

Das Laden/Entladen/Vermessen erledigt für mich ein von
Friedich Mössinger getuneter AV4m: http://www.accu-select.de/

Nicht irritieren lassen: es ist eine der am schlechtesten designten
Websites, die ich kenne, aber der Inhalt hat wirklich Hand und Fuß.
Als ich Hr. Mössinger einmal darauf ansprach meinte er nur lapidar:
wer sich wirklich dafür interessiert, der beißt sich durch - es soll
ein wenig wehtun ... Er hält nichts von Internetseiten, die wie
Schnellkost konsumiert werden. Ich ich fand diese Einstellung ganz
interessant.

By the way: wenn jemand wirklich Ahnung von Akkus hat, dann ist
dies Hr. Mössinger. Cooler Typ übrigens und wirklich nett und hilfs-
bereit am Telefon.

Außerdem habe ich noch ein Ultramat 16 für Akkupacks und so'n Zeugs.
Höllenteil - aber leider auch höllenlaut beim Entladen (es hat einen
richtig doofen Designfehler: der Lüfter läuft bei jedem Entladestrom -
sei er auch noch so klein. Beim Laden waren die Entwickler dagegen
so schlau und schalten erst dann den Lüfter ein, wenn's nötig ist)

So - genug geschwatzt.
Und im nächsten Posting gibt's wieder Neuigkeiten von der 
Schaltungsfront.

Viele Grüße

Igel

von igel (Gast)


Angehängte Dateien:

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Nochmals N'Abend zusammen,

heureka - ich komme dem Ziel immer näher !!
Und das Schönste: die Praxis scheint fast reibungsloser zu funktionieren
als die simulierten Schaltungen ...

Also:

Da ich leider kein Speicher-Oszilloskop habe, muß ich einige Klimmzüge
veranstalten, um zu sehen, was in meiner Schaltung so läuft.

Also habe ich die weiter oben als Simulation vorgestellte Schaltung
aufgebaut und dabei statt des Tasters den MOSFET M2 über einen
Funktionsgenerator angesteuert. So simuliere ich periodisches "Tastern"
und kann die Show auf dem Oszilloskop nachverfolgen.

Der MOSFET macht in dieser Konstellation dann immer brav die
Schleusen auf (=Spule wird mit Strom geladen) bzw. Schleusen
zu (=Spule überträgt Energie über die Diode an den Kondensator
sowie den dazu parallelgeschalteten Atmega).

Im vorliegenden Bild wird übrigens ein 10uF Kondensator eingesetzt.
R1 ist kurzerhand wegoptimiert worden - die Strombegrenzung liefern
also nur noch meine fliegende Verdrahtung sowie der 
Akku-Innenwiderstand.

Fazit aus dem Oszilloskopbild:

Ein auf 5 V aufgeladener 10uF Kondensator genügt durchaus, um den
Atmega in die Lage zu versetzen, ein Programm zu starten und einige 
Tausend Befehle abzuarbeiten. Offenbar zieht der Atmega dabei
weit weniger Strom als die ursprünglich angenommenen 2mA. In der
Simulation zeigt übrigens ein 25kOhm-Widerstand ähnliche Kurvenverläufe.
Das würde bedeuten, daß der Atmega8 genau um den Faktor 10 weniger
Strom zieht ??!!. Auch wenn mir das etwas seltsam erscheint, so gehe
ich dem erst einmal nicht weiter nach.

Nach diesem Test bin ich äußerst zuversichtlich, daß der Atmega nach
dem einmaligen Initialstart über den Taster das Pumpen selbst
übernehmen kann. Und da die Theorie (siehe vorige Postings) besagt,
daß sogar ein 20uF Kondensator noch auf 5V geladen werden würde,
so stimmt mich das zusätzlich optimistisch, daß auch der Initialstart
über den Taster klappen könnte.

Ausblick:

Es fehlt jetzt eigentlich nur noch der letzte, konsequente und ent-
scheidende Schritt: nämlich den Funktionsgenerator abzuklemmen und dem
Atmega das Schalten des MOSFETs zu überlassen.

Kurzum: demnächst in diesem Kino ...

Viele Grüße

Igel

von igel (Gast)


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Morgen zusammen,

ich berechne gerade die Schaltzeiten für den MOSFET und möchte Euch
daran teilhaben lassen:

Die Fragestellung lautet: wie lautet der Zusammenhang zwischen
Dauer der Durchschaltzeit des MOSFET und anschließender Spannungs-
zunahme am Kondensator?

Und los geht's.

Strom in der Spule:
    I = 1/L  Ub  t              (Gl. 1)
        # Ub: Batteriespannung

Energie in der Spule:
    El = 1/2  L  I^2             (Gl. 2)

Spannung am Kondensator:
    dU = 1/C  I  t               (Gl. 3)

Energie im Kondensator:
    Ec = 1/2  C  U^2             (Gl. 4)

Mit der vereinfachenden Annahme, daß die Spulenenergie völlständig
in den Kondensator übertragen wird, ergibt sich:
    Ec = El                        (Gl. 5)

Nun ersetze ich den Strom in Gl. 2 durch Gl 1 und erhalte:
    El = 1/2  L  (1/L)^2 * Ub^2 * t^2        (Gl. 6)

Gemäß Gl. 5 darf ich die linke Seite von Gl. 6 auch durch die
rechte Seite von Gl. 4 ersetzen. Gesagt, getan:
    1/2  C  U^2 = 1/2  L  (1/L)^2 * Ub^2 * t^2
=>  U^2 = 1/(L*C) * Ub^2 * t^2
=>  U   = SQRT( 1/LC )  Ub  t                (Gl. 7)

Meine derzeitigen Werte eingesetzt ergibt sich:
    U   = SQRT ( 1 / (0,001 Vs/A * 0,000010 As/V) * t
        = SQRT ( 1 / 10^-8 s^2 ) * t
        = (1 / 10^-4s) * t

Fazit:
    Eine Schaltzeit des MOSFETs von 0,1ms genügt also (zumindest
    in der Theorie), um anschließend die Kondensatorspannung
    um 1V zu erhöhen. In der Praxis wird diese Zeit sicherlich
    deutlich länger sein, da ich weder Spulenverluste, noch
    Verluste in der Diode noch irgendwelche Übergangswiderstände
    berücksichtigt habe.

    Damit entfällt trotzdem eine meiner letzten Bedenken:
    nämlich, daß die MOSFET-Schließzeit länger sein könnte,
    als die nach der Initialladung zur Verfügung stehenden
    wenigen Millisekunden Rechenzeit.

    Bequem wie ich nun einmal bin, werde ich im nächsten Schritt
    den MOSFET vom Atmega zunächst einmal mit einer festen Schalt-
    frequenz ansteuern lassen. Das sollte funktionieren - auch wenn's
    nicht sonderlich effektiv ist und sicherlich den Kondensator
    "überpumpt".

    Da die Spannung lt. Oszilloskopbild innerhalb von ca. 5ms von
    5V auf 4V gesunken ist, werde ich zum Einstieg genau diese 5ms
    als Schaltperiodelänge wählen, wobei die eigentliche Durch-
    schaltzeit nur die besagten 0,1ms dauern muß (theoretisch).
    Sicherheitshalber werde ich jedoch 0,4ms wählen. Will sagen:
    0,4ms durchschalten und 4,6ms sperren.

    Um im Falle eines Falles zu verhindern, daß sich im Kondensator zu 
viel
    Spannung aufbaut und den Atmega himmelt, habe ich bereits
    eine Z-Diode in der Schaltung eingebaut. Egal wie falsch ich
    also auch gerechnet habe, es sollte nichts Schlimmes passieren :-)

Viele Grüße

Igel

von Mike J. (emjey)


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Du kannst den PWM Ausgang an das Gate vpm MosFET hängen und die ganze 
Zeit pumpen, durch die Veränderung der On/OFF-Zeit kannst du ja 
bestimmen wie viel Energie du durchlässt.

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Mike J. schrieb:
> Du kannst den PWM Ausgang an das Gate vpm MosFET hängen und die ganze
> Zeit pumpen, durch die Veränderung der On/OFF-Zeit kannst du ja
> bestimmen wie viel Energie du durchlässt.

Ja, das wäre eine gute Idee, da sich währenddessen der µC sogar noch 
schlafen legen kann und dann noch weniger Strom verbraucht. Außerdem 
wäre ein MosFET mit sehr wenig Gate-Kapazität auch sinnvoll, da bei 
jedem Schaltvorgang diese Energiemenge verlorengeht.

Deine Messergebnisse sehen aber schon mal sehr gut aus! Ein µC, der auch 
bei 1,8V noch läuft, würde jetzt schon die ganze Zeit durchlaufen. Z.B. 
der ATTiny861V... Ich bin da sehr zuversichtlich, dass Du das 
hinbekommst! ;)


Gruß
Jonathan

von igel (Gast)


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Morgen zusammen,

Danke an Mike und Jonathan für Ihre Hinweise und Anregungen.

------------------------------------------

Anmerkungen zu dem Posting von Mike:

> Du kannst den PWM Ausgang an das Gate vpm MosFET hängen und die ganze
> Zeit pumpen, durch die Veränderung der On/OFF-Zeit kannst du ja
> bestimmen wie viel Energie du durchlässt.

Die Sache mit dem dauerhaften Pumpen hatte ich nur als Übergangslösung
gedacht, da dabei zu viel Energie durch Überschreiten der 5V-Grenze und
anschließenden Abfluß durch die Z-Diode verloren gehen würde.

Als dauerhafte Lösung habe ich derzeit den Comparator-getriggerten
Interrupt ins Auge gefaßt. Der Ablauf wäre dann:

- Spannung an C1 unterschreitet Comparatorschwelle
- Interrupt wird getriggert und lädt ein Päckchen Ladung nach

Vorteil: ich kann sogar lastabhängig regeln.

-------------------------------------------

Anmerkungen zu dem Posting von Jonathan Strobl:

> Ja, das wäre eine gute Idee, da sich währenddessen der µC sogar noch
> schlafen legen kann und dann noch weniger Strom verbraucht.
Ohne, daß ich selber recherchiert hätte, die Frage:
Kann man im Schlafmodus die PWM aktiviert lassen ?

> Außerdem
> wäre ein MosFET mit sehr wenig Gate-Kapazität auch sinnvoll, da bei
> jedem Schaltvorgang diese Energiemenge verlorengeht.

Guter Hinweis. Bei meinen Schaltvorgängen im kHz-Bereich sollte
dies allerdings noch keine Rolle spielen, da z.B. bei meinem
derzeit verwendeten IRLZ34N (da unkaputtbar) mit 25nC Gatecharge nur

Q = 1 kHz * 25nC = 25 uC/s

... flöten gehen.

Bei späteren Optimierungsversuchen ist dies aber sicherlich
ein wichtiger Punkt.

-------------------------------------------

Soweit so gut an dieser Stelle.
Danke nochmals für Euer Feedback und Euer gutes Zureden !

Viele Grüße

Igel

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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igel schrieb:
> Ohne, daß ich selber recherchiert hätte, die Frage:
> Kann man im Schlafmodus die PWM aktiviert lassen ?

Ja, kann man. Dazu gibt es den Schlafmodus "Idle". Der bringt zwar nicht 
sooo viel, aber immerhin etwas (ca. 1mA Stromverbrauch im Wurst-Käse 
(Worst Case :D )).


igel schrieb:
> Danke nochmals für Euer Feedback und Euer gutes Zureden !

;)


Gruß
Jonathan

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Hier eine Simulation, die zeigt wie es funktionieren könnte. Mit Reglung 
der Ausgangsspannung durch einen einfachen Komparator.
L = 2,2 mH, C = 4,7 µF
Verbrauch vom Atmega simuliert mit 10kΩ, also nur 0,3mA.

von igel (Gast)


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N'abend zusammen,

----------------------------------------------

Jonathan Strobl schrieb:
> Ja, kann man. Dazu gibt es den Schlafmodus "Idle".
Super, dann werde ich mir das nochmals näher angucken.
Danke für den Hinweis.

----------------------------------------------

Alexander Schmidt schrieb:
> Hier eine Simulation, die zeigt wie es funktionieren könnte.
Wow - bin sehr beeindruckt von Deinen Simulationskünsten.
Die Comparator-Idee hast Du sehr elegant in Ltspice abgebildet!
Es scheint wirklich zu funktionieren ...
Da kommt schon etwas staunende Vorfreude auf.

Bitte schreibe noch etwas dazu, warum Du das Pulsweitenverhältnis
8us MOSFET durchschalten zu 2us MOSFET sperren gewählt hast.
Bekommt man das mit einem 1MHz getakteten Prozessor hin?
Oder war's einfach nur eine generelle Machbarkeitsstudie?

----------------------------------------------

Viele Grüße

Igel

von Anon Y. (avion23)


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Hallo Igel,
verwend wirklich die PWM. Damit sparst du dir viel Arbeit. Den Strom 
kannst du über den duty cycle einstellen.
Der Wirkungsgrad ist auch etwas höher, da der Spitzenstrom wesentlich 
kleiner ist.

Du kannst zusätzlich die CPU dauernd idlen lassen und mit clock_prescale 
die taktfrequenz herunter stellen. Siehe 
http://www.nongnu.org/avr-libc/user-manual/group__avr__power.html

Falls du mit dem togglen früher anfangen möchtest kannst du dir 
http://www.nongnu.org/avr-libc/user-manual/group__avr__watchdog.html 
durchlesen.

Wenn du den Kondensator kleiner wählst ist auch keine so große Spule 
erforderlich. Du hast dann auch leider insgesamt weniger Zeit zum 
anlaufen.

Statt einer zener-diode würde ich eine LED verwenden. Eine weiße hat 
3,0V - 3,7V Vorwärtsspannung. Damit würde deine CPU schon bequem laufen. 
Und du hast einen Überspannungsschutz + Betriebsanzeige. Du brauchst IMO 
keinen Vorwiderstand, da der Strom durch die Spule begrenzt wird.
Der ELko könnte damit weiter schrumpfen, weil er nicht mehr ein "zuviel" 
an Induktionsspannung zwischenspeichern muss.


Ich finde dein Projekt übrigens schön dokumentiert und habe von Anfang 
an mit gelesen.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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igel schrieb:
>> Hier eine Simulation, die zeigt wie es funktionieren könnte.
> Es scheint wirklich zu funktionieren ...
Bedenke, dass dies eine sehr einfache Regelung ist. Wie sie z.B. mit 
Lastsprüngen umgeht wird in der Simulation gar nicht getestet.

> Bitte schreibe noch etwas dazu, warum Du das Pulsweitenverhältnis
> 8us MOSFET durchschalten zu 2us MOSFET sperren gewählt hast.
Die 100kHz habe ich gewählt, weil sie für Spule gut schaffbar sind. Es 
würden wohl auch 25kHz reichen, weil die Spule sehr groß ist.
Das Tastverhältnis beim Boost ist definiert als:
Tastgrad = 1 - Ui/Uo

> Bekommt man das mit einem 1MHz getakteten Prozessor hin?
Der Atmega88V erreicht 4MHz ab 1,8V. Damit schafft er es per Assembler. 
Mit der PWM-Einheit sollte es, denke ich, auch gehen.
Ab 2,7V darf er dann auch mit 10MHz betrieben werden, spätestens dann 
ist es kein Problem mehr.

von Axelr. (Gast)


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>Der Atmega88V erreicht 4MHz ab 1,8V.

Igel hat keinen Atmega88V, Zitat:
>Leider habe ich so einen Pico-Power-Atmega nicht in meiner Grabbelkiste.

Lasst Ihn das mal mit dem Mega8 probieren. Ich finds spannund und sehr 
interessant. Ich habe selbiges einmal mit einem Mega8 machen müssen, als 
ich einen kleinen Fahrregler/Steller für LKW im maßstab 1:87 (H0) bauen 
durfte.
Ich habe den Timer2 verwendet(der war als einziges noch frei), um die 
Spannung der einen NiHm Zelle zu erhöhen. Der einsatz zweier Zellen hat 
sich aber als günstiger erwiesen. Das spielt hier aber keine Rolle. Ging 
dort um Platz vs. Fahrzeit.

von Markus G. (thechief)


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Hallo Igel,

als Erstes möchte ich mir hier als Interessent n+1 anmelden... ;-)

Es ist zwar schon sehr spät aber ich musste einfach den komplettten 
Thread von Anfang an lesen um vor Neugierde ruhig schlafen zu können... 
:-)

Sehr spannende Geschichte (zum Mitlesen) mit guten Beiträgen!

Ich bin sehr gespannt wie es weiter / aus geht!


Viele Grüße

Markus

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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igel schrieb:
> Außerdem würde mich interessieren, ob der Atmega
> bei aktiviertem Brown-Out auch wirklich erst ab dem Triggerlevel
> losläuft

Ja, klar, sonst wäre das ja witzlos.

> und vorher ggf. kaum Strom benötigt (was für mich natür-
> lich enorm wichtig wäre).

Nein, das ist der wunde Punkt dabei: die Brownout-Erkennung hält
den Controller im Reset, da will der Oszillator laufen und braucht
natürlich Strom.  Ein guter Sleep-Mode wird um einiges weniger
benötigen.

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Und? Hast Du schon weitere Fortschritte gemacht? gespanntsei


Gruß
Jonathan

von igel (Gast)


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Hallo zusammen,

hier ein kleiner Zwischenstatus:

Wie angekündigt habe ich ein bißchen in die Tasten geklopft, damit
zukünftig nicht mehr mein Funktionsgenerator den MOSFET ansteuert,
sondern der Atmega selber - schließlich war das ja genau das Ziel
der ganzen Aktion.

Euch zuliebe habe ich dafür meinem Atmega8 extra die PWM beigebracht,
obwohl ich selber noch nicht so recht von diesem "reinen" PWM-Ansatz
überzeugt bin, denn: Eine Schwalbe allein macht noch keinen Frühling,
bzw.: eine PWM allein macht noch keine Regelung.

Eventuell werde ich später beide Ansätze verheiraten: den PWM-Ansatz
und den Interrupt-getriggerten Compare-Ansatz. Das stelle ich mir dann
so vor:

- PWM toggelt den MOSFET mit einem bestimmten Verhältnis
  von Ein- zu Ausschaltzeit (oder genauer:
  Tastverhältnis bzw. Duty Cycle = ON-Time / Gesamtperiodenzeit).

- Der analog-Comparator prüft parallel, ob der Ausgangsspannung über
  einer Triggerschwelle von z.B. 4,5V liegt.

- Fällt die Ausgangsspannung (z.B. wegen Lastwechsel) unter diese
  Schwelle, triggert der analog-Comparator eine Interrupt-Routine,
  die ihrerseits wiederum das Tastverhältnis des PWM-Timers anpaßt,
  sprich: das Tastverhältnis vergrößert.

  Geht die Ausgangsspannung über die Schwelle, so wird andersherum
  geregelt.

  Das Problem, an dem ich dabei festhänge:
  Leider scheint dieser Comparator nur "quantitativ" und nicht
  qualitativ triggern zu können, sprich: wenn man nicht genau weiß,
  auf welcher Seite der Triggerschwelle man sich befindet, so sagt
  einem der Comparator nur, daß man die Schwelle soeben durchschritten
  hat - keine sehr große Hilfe, wenn man entscheiden muß, ob nun
  Kohle oder Wasser ins Feuer geworfen werden soll.

Alternativ gibt's dann immer noch der AD-Wandler Ansatz: schön brav
messen und dann anschließend regeln. Sicherlich nicht sonderlich
schnell und spektakulär, aber vermutlich mit ein wenig 
PID-Regelungs-technik einigermaßen beherrschbar.

Und ach - vor lauter Zukunftsideen hätte ich fast vergessen, Euch den
aktuellen Status mitzuteilen:

Etwas zerknirscht muß ich zugeben, daß sich meine Step-Up-Atmega8-Rakete
bislang noch einen Zentimeter (bzw. kein Millivöltchen) von Ihrer
Startrampe in die Luft erhoben hat.

Zu meiner Ehrenrettung: ich hatte bei dem Versuch kein Oszilloskop
zur Hand, um etwas Ursachenforschung zu betreiben.
Vermutlich nur ein ganz dummer Fehler. Vielleicht hat auch einfach
das Tastverhältnis (0,4ms ON : 4,6ms OFF) noch nicht so ganz gepaßt.

Bitte springt daher an dieser Stelle nicht alle über Bord - ich kriege
das schon noch irgendwie geregelt (im wahrsten Sinne des Wortes :-)
und werde dann hier berichten.

Die sehr wertvollen Hinweise der letzten Postings werde ich in Kürze
kommentieren - es waren wirklich gute Sachen dabei (Dankeschön!).

Viele Grüße

Igel

von Markus G. (thechief)


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igel schrieb:
> Das Problem, an dem ich dabei festhänge:
>   Leider scheint dieser Comparator nur "quantitativ" und nicht
>   qualitativ triggern zu können, sprich: wenn man nicht genau weiß,
>   auf welcher Seite der Triggerschwelle man sich befindet, so sagt
>   einem der Comparator nur, daß man die Schwelle soeben durchschritten
>   hat - keine sehr große Hilfe, wenn man entscheiden muß, ob nun
>   Kohle oder Wasser ins Feuer geworfen werden soll.

Hallo Igel,

ich denke das oben von Dir beschriebene Problem ist relativ einfach 
lösbar:

Du musst Dir nur einfach merken ob Du zuletzt Kohle oder Wasser ins 
Feuer geworfen hast.
Programmtechnisch ausgedrückt:

Du musst den aktuellen Zustand in einer Variable (Register) 
zwischenspeichern und wenn der Comparator triggert, den aktuellen 
Zustand wieder aus der Variable (Register) auslesen und dann 
entsprechend handeln.

Wenn Du magst kannst Du den bisher geschriebenen Quellcode (Assembler 
oder C?) ja hier im Thread anfügen!

Ich denke Neugierige gibt es hierfür genug... ;-)


Viele Grüße

Markus

von tobi (Gast)


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Problem 2 (Überspannung) könntest Du auch mit einem Monoflop 
erschalgen.. Wenn Taste gedrückt, Monoflop start und schaltet Mosfet für 
die Zeit, die benötigt wird das er losläuft...

Weitergedacht könnte dies auch den sicheren Anlauf übernehmen -- wenn 
man statt monoflop einen multivibrator nimmt der so eingestellt ist das 
die Spannung "langsam" hochtaktet (über mehere Taktzyklen, evrl. höhere 
Schaltfrequenz) und vielleicht so bei 3.5 V stabil wird. Später 
übernimmt dann die MCU.

PS: Du kannst im Comperator abfragen ob Du überhalb oder unterhalb der 
Schwelle bist, also das Feuer / Wasser Problem stellt sich gar nicht...

PPS: Wenn Du mit den Analogteilen der MCU werkelst, sollte die Analoge 
Spannung der MCU gut gefiltert sein, sonst wird die Referenz auch 
"wackeln"

von igel (Gast)


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N'Abend zusammen,

getreu dem Motto "ein Bild sagt mehr als 1000 Worte",
findet Ihr im Anhang dieses Postings den Machbarkeitsbeweis:

Der Atmega kann mit einer Außenbeschaltung von nur 4 zusätzlichen
Standardbauteilen (1mH Spule, 10uF Kondensator, 1 MOSFET, 1 
Schottky-Diode)
an einer Zelle mit 1V-Spannung betrieben werden. Zusätzlich konnte
ich den Atmega sogar noch eine kleine LED schalten lassen - siehe Bild.

Kurzum: Heureka es funktioniert!

Bevor Ihr aber nun alle mit Reis und Luftschlangen um Euch
werft, hier noch ein paar mäßigende Worte:

- der Adler fliegt zwar (siehe Bild), aber der Start ist alles
  andere als mustermäßig: es genügte leider kein knapper Schalter-
  druck um das Tierchen abheben zu lassen, nein: statt Schalterdruck
  mußte wie mit einer Raspel per Drähtchen an Drähtchen geraspelt 
werden,
  bis das Vöglein endlich abhob (sprich: genau die kritische
  Initialphase funktioniert noch nicht so sauber wie gewünscht)

- ich habe nicht lange herumgefackelt und mein ursprünglich berechnetes
  Tastverhältnis von 0,4ms ON : 4,6ms OFF kurzerhand über den Haufen
  geworfen und ein Tastverhältnis von 2,5ms ON und 2,5ms OFF 
eingestellt.
  Ich habe das Erfolgserlebnis also zu Gunsten des Wirkungs-
  grades erzwungen (der dürfte momentan unter aller Kanone liegen).

- die Anfangsspannung des Akkus lag bei 1,27V und somit noch ein gutes
  Stückchen über dem Zielwert von 1V.

- insgesamt passen mir meine Berechnungen, die Ltspice-Simulation
  sowie die Vorversuche mit dem per Funktionsgenerator getasteten
  MOSFET noch nicht hinreichend gut zum Endergebnis - es bleibt zu
  weit hinter den Erwartungen zurück und ich möchte herausfinden,
  woran das liegt.

Es gibt also noch einiges zu tun und zu optimieren - allerdings nicht
mehr in dieser Woche. Ich erfreue mich jetzt erst einmal an diesem
Zwischenerfolg und widme die nächsten Tage meinem Brötchengeber ...

Schaut evtl. einmal in 1-2 Wochen wieder rein - ich hoffe, bis dahin
gibt es weitere Neuigkeiten.

Viele Grüße

Igel



PS: und im Nachgang noch ein extra Dankeschön an die Herren:

Jonathan Strobl (joni-st)
Jörg Wunsch (dl8dtl)
Markus G. (thechief)
Axelr. (Gast)
Anon Ymous (avion23)

Es ehrt mich sehr, von so viel geballter Fachkompetenz begleitet
zu werden. Anon Ymous hat ganz offensichtlich viel Erfahrung im Umfeld
Step-Up Wandler und hatte super Tipps auf Lager (1x Extra Danke!)

Die Formel von Alexander Schmid kannte ich aus der Literatur - aber
die Praxis hat dieser Formel offenbar ein Schnippchen geschlagen,
denn mein Tastverhältnis ist 0,5 und trotzdem mache ich aus 1V
Eingangsspannung ca. 4V Ausgangsspannung.
Trotzdem hat Alexander immer gute Einwürfe - insbsondere Zeit und
Mühen Deiner Comparator-Simulation weiß ich sehr zu schätzen.
(und inzwischen habe ich auch verstanden, daß Du gar keine Regelung
meintest, sondern nur die PWM als Mittel zum intermittierenden
Schalten vorgeschlagen hast)

Axelr. outet sich als Insider, der Ähnliches auch schon hinter
sich gebracht hat - ein Schaltplan Deiner Lösung wäre interessant
(vielleicht sogar ein Bild vom HO-Laster - würde uns alle sicherlich
interessieren).

Markus G.: Danke für die Meldung - die Variable "N" scheint im
Moment so etwa gleich 5 bis 6 zu sein.

Jörg Wunsch: Danke für die geduldige Antwort - auch wenn meine Frage
vielleicht nicht allzu clever war ...

Und Jonathan Strobl gilt mein Dank für sein anhaltendes, aufmunterndes
Interesse :-)

von igel (Gast)


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Hallo zusammen,

da während meines letzten Postings noch 2 Antworten eingegangen sind,
hier schnell noch meine Reaktion darauf:

-------------------------------------------

Zu Markus G.:

>ich denke das oben von Dir beschriebene Problem ist relativ einfach
>lösbar:  [...]
Nein, ist leider nicht einfach lösbar (jedenfalls aus meiner jetzigen
Sicht), da bereits während der Verarbeitung des Ereignisses "Schwelle
wurde überschritten", die Schwelle schon wieder unterschritten werden
kann, was dann keinen Interrupt mehr auslöst, weil Du ja noch im ersten
Interrupt hängst.


>Wenn Du magst kannst Du den bisher geschriebenen Quellcode (Assembler
>oder C?) ja hier im Thread anfügen!
Derzeit habe ich nur reine PWM realisiert - noch keinerlei Regelung.
Daher lohnt ein Posting bislang wirklich nicht.

>Ich denke Neugierige gibt es hierfür genug... ;-)
Ich würde mir beim derzeitigen Stand nur Ohrfeigen einfangen.
Erst muß der Code etwas reifen, dann werde ich ihn vermutlich posten.

--------------------------------------------

Zu tobi (Gast):

>Problem 2 (Überspannung) könntest Du auch mit einem Monoflop
>erschalgen.. Wenn Taste gedrückt, Monoflop start und schaltet Mosfet für
>die Zeit, die benötigt wird das er losläuft...
>
>Weitergedacht könnte dies auch den sicheren Anlauf übernehmen -- wenn
>man statt monoflop einen multivibrator nimmt der so eingestellt ist das
>die Spannung "langsam" hochtaktet (über mehere Taktzyklen, evrl. höhere
>Schaltfrequenz) und vielleicht so bei 3.5 V stabil wird. Später
>übernimmt dann die MCU.

Könnte man tun, aber es sollte elegant sein und mit extrem wenig
zusätzlichen Bauteilen auskommen. Hättest Du dafür einen konkreten
Vorschlag?  (vielleicht sogar mit kleiner Ltspice-Simulation (wenn
ich schon dreist frage, dann richtig :-)

Ich selber hatte mal daran gedacht, die allgegenwärtige 50Hz Raum-
spannung dafür auszunutzen. Und dann vielleicht ein Darlington oder,
oder, oder ...

>PS: Du kannst im Comperator abfragen ob Du überhalb oder unterhalb der
>Schwelle bist, also das Feuer / Wasser Problem stellt sich gar nicht...

Danach habe ich verzweifelt gesucht und nichts gefunden.
Bitte gib mir einen Tipp!!

>PPS: Wenn Du mit den Analogteilen der MCU werkelst, sollte die Analoge
>Spannung der MCU gut gefiltert sein, sonst wird die Referenz auch
>"wackeln"

Jawohl - davor habe ich derzeit mächtig Respekt, denn meine erzeugte
Spannung zackt an allen Ecken und Kanten und pulst sogar etwas (warum
auch immer).

--------------------------------------------------

Viele Grüße

Igel

von Mike J. (emjey)


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@ igel (Gast)
Wie meinst du das mit dem Wirkungsgrad?

Du hast den Abfall an der Diode und vielleicht das Problem dass die 
Ströme in der Spule immer so hoch sind.
Der Wirkungsgrad liegt bei 5V-0.5V=4.5V  4.5/5=90% ;)


Ich baue mir mit dem ATmagas einstellbare Spannungs und Stromquellen, 
dabei ist es wichtig dass die Spule gut dimensioniert ist, aber besser 
zu groß als zu klein.

Für den PID Regler kannst du hier im Forum suchen oder direkt bei ATMEL.
http://www.atmel.com/dyn/general/tech_doc.asp?doc_id=10615

Zum starten kannst du ja eine kleine Oszillatorschaltung mit zwei 
Transistoren bauen.

von Konrad S. (maybee)


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igel schrieb:
>>PS: Du kannst im Comperator abfragen ob Du überhalb oder unterhalb der
>>Schwelle bist, also das Feuer / Wasser Problem stellt sich gar nicht...
>
> Danach habe ich verzweifelt gesucht und nichts gefunden.
> Bitte gib mir einen Tipp!!

Unter "Analog Comparator" steht im einleitenden Text:
-----
The Analog Comparator compares the input values on the positive pin AIN0 
and negative pin AIN1. When the voltage on the positive pin AIN0 is 
higher than the voltage on the negative pin AIN1, the Analog Comparator 
Output, ACO, is set. The comparator's output can be set to trigger ...
---
Also Bit ACO im ACSR-Register.

von igel (Gast)


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Hallo zusammen,

von Mike J. und Konrad S. habe ich noch gute und wertvolle Hinweise
erhalten, auf die ich kurz eingehen möchte, bevor ich den nächsten
Meilenstein im nächsten Posting verkünde:

----------------------------------------------

> Wie meinst du das mit dem Wirkungsgrad?

Tja - gute Frage. Eigentlich würde mich nur mal interessieren,
wieviel mW mein Booster im "Leerlauf" so benötigt.
Aber ich habe keine Idee, wie ich diesen Wert einigermaßen akkurat
messen kann. Hast Du bzw. habt Ihr gute Vorschläge?

> Du hast den Abfall an der Diode und vielleicht das Problem dass die
> Ströme in der Spule immer so hoch sind.
> Der Wirkungsgrad liegt bei 5V-0.5V=4.5V  4.5/5=90% ;)
Schmeichler :-)


> Ich baue mir mit dem ATmagas einstellbare Spannungs und Stromquellen,
> dabei ist es wichtig dass die Spule gut dimensioniert ist, aber besser
> zu groß als zu klein.
Ah - interessant. Bin für jeden Tipp/Ratschlag offen.

> Für den PID Regler kannst du hier im Forum suchen oder direkt bei ATMEL.
> http://www.atmel.com/dyn/general/tech_doc.asp?doc_id=10615
Guter Hinweis - Danke!

> Zum starten kannst du ja eine kleine Oszillatorschaltung mit zwei
> Transistoren bauen.
Ja schon, aber ich möchte die Bauteilzahl unbedingt so gering wie
möglich halten. Außerdem konnte ich das Startproblem inzwischen lösen
(siehe mein nächstes Posting).

------------------------------------------------


Zu Konrad S. (maybee)

>>>PS: Du kannst im Comperator abfragen ob Du überhalb oder unterhalb der
>>>Schwelle bist, also das Feuer / Wasser Problem stellt sich gar nicht...
>>
>> Danach habe ich verzweifelt gesucht und nichts gefunden.
>> Bitte gib mir einen Tipp!!

>Unter "Analog Comparator" steht im einleitenden Text:
>-----
>The Analog Comparator compares the input values on the positive pin AIN0
>and negative pin AIN1. When the voltage on the positive pin AIN0 is
>higher than the voltage on the negative pin AIN1, the Analog Comparator
>Output, ACO, is set. The comparator's output can be set to trigger ...
>---
>Also Bit ACO im ACSR-Register.

Super!! Genau danach hatte ich gesucht! Vieeelen Dank!
Das ACO-Bit hatte ich ja noch im Datasheet-Schaubild gefunden,
hatte dann aber offenbar übersehen, wo dieses ACO-Bit abgebildet
wird (nämlich im Register ACSR). Wer lesen kann ist klar im Vorteil ...

----------------------------------------------

Viele Grüße

Igel

von igel (Gast)


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Hallo zusammen,

gute, ja sogar sehr gute Nachrichten:

Eine Takterhöhung um den Faktor 5 brachte den Durchbruch.
Meine ON- und OFF-Zeiten betragen nun beide nicht mehr 2,5ms sondern
nur noch 0,5ms.

Et voila - schon funktioniert auch der Anlaufvorgang wie geschmiert.
Ein Druck auf den Taster und der Vogel fliegt los - und dies sogar
bei gleichzeitig angeschalteter LED, die an einem Port des ATmega8
hängt und als "Lebenszeichen" fungiert.

Und wie das Schicksal es so wollte, lag hier gerade noch eine alte
Kaffeedose mit ca. 30 leeren Batterien herum - sie wurden allesamt
sofort zu Testkandidaten für meinen Booster.

Das Ergebnis entspricht genau meinen Erwartungen: selbst ausgemusterte
Batterien mit 1,3V und weniger Spannung bringen den Booster zum Fliegen.
Er tickt - wenn er erst einmal läuft - bis hinunter zu 
Eingangsspannungen
von <0,8V (ganz genau habe ich es noch nicht vermessen).

Außerdem verbraucht der Vogel im "ungezündeten" Zustand nur schlappe
30-50uA. Das kommt mir ebenfalls sehr zupass, da ich dann
keine  weiteren Mimiken mehr einbauen muß, um das Dingen von seiner
Versorgung zu trennen, sobald die Mission (whatsoever) erfüllt und
der Akku leergesagt ist. Tiefentladungen dürften damit weitestgehend
vermieden werden (es sei denn, der Akku verbleibt noch Wochen im
Booster).

****************************************************
***                                              ***
*** Fazit:                                       ***
***                                              ***
***        Erfolg auf der ganzen Linie - ich     ***
***        freue mich wie ein Schneekönig.       ***
***                                              ***
***        Alle, die mir das "Händchen" gehalten ***
***        haben, lade ich herzlich ein, sich    ***
***        mit mir über dieses tolle Ergebnis    ***
***        zu freuen !!                          ***
***                                              ***
****************************************************

Viele Grüße

Igel


PS: die nächsten Schritte werden sicherlich in Richtung Optimierung
    der MOSFET-Ansteuerung gehen. Dabei werde ich zunächst noch einmal
    das Tastverhältnis und die Testfrequenz unter die Lupe nehmen.

    Anschließend plane ich, die in einem vorigen Posting skizzierte
    Comparator-Methode umzusetzen. Aber dies alles muß ich zeitlich
    etwas strecken, denn man kann leider nicht nur den interessanten
    Dingen im Leben fröhnen ...

PSS: Auf Euren vielfachen Rat hin, habe ich heute nochmals satte
     8,00 EUR (inkl. Versandkosten) in die Aquise zweier
     Atmega88PA-PU investiert. Damit sollte der Booster dann fast
     per scharfem Hinschauen anspringen (und wehe wenn nicht ... :-)

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Juchu! freu nachbauenmuss


Miss doch mal den aufgenommenen (von der Batterie) und abgegebenen Strom 
(also was LED und µC verbrauchen) und die jeweiligen Spannungen 
(Batterie & µC). Dann kannst Du dir den Wirkungsgrad ausrechnen ;)

Und mach ein Video davon! ;)


Gruß
Jonathan

von igel (Gast)


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Jonathan Strobl (joni-st) schrieb:
> Miss doch mal den aufgenommenen (von der Batterie) und abgegebenen Strom
> (also was LED und µC verbrauchen) und die jeweiligen Spannungen
> (Batterie & µC). Dann kannst Du dir den Wirkungsgrad ausrechnen ;)

Hmmmpf - und wie soll ich das machen ???

Doch wohl nicht mit dem Multimeter ...
Das hier sind alles hochgradig gepulste Ströme, bei denen mein
DMM wohl kaum den korrekten Mittelwert bilden dürfte.

... oder belehrt mich eines Besseren ...

Viele Grüße

Igel

von Dietrich L. (dietrichl)


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igel schrieb:
> Doch wohl nicht mit dem Multimeter ...
> Das hier sind alles hochgradig gepulste Ströme, bei denen mein
> DMM wohl kaum den korrekten Mittelwert bilden dürfte.

Dann nimm einen kleinen Widerstand als Shunt und mach einen RC-Tiefpass 
dahinter.

Gruß Dietrich

von Axel R. (Gast)


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Mal was generelles:
ich lese hier schon eine ganze Weile mit und ich schreibe auch schon 
eine ganze Weile in diesem Forum (wenn auch in letzter Zeit micht mehr 
soo regelmäßig, leider QRL).

Ich bin dafür, das IGEL einen Ehrenplatz im Bereich "Artikel" bekommt.

Nicht dort, wo es um Step-Up Regler geht, auch nicht im 
Energy-Harvesting Sektor oder im Bereich PWM.

Genau: im Bereich Nettiquette!!

Das hat Stil, wie hier geschrieben wird. Alle Reglen des Anstands und 
der Nettiquette in Vollendung umgesetzt.

Vielen Dank dafür!

Axelr.

von igel (Gast)


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Hallo zusammen,

offenbar habe ich mein Multimeter doch etwas unterschätzt:

Bei einem Vergleich mit dem, was ich auf dem Oszilloskop so sehe,
mit den Werten meines Multimeters, scheint es mir, als ob das gute
Stück doch ziemlich genau die Mittelwerte bildet (echte deutsche
Wertarbeit aus dem Hause Gossen-Metrawatt).

Daher kann ich Euch (auch ohne Shunt und RC-Glied **) nun die
Spannungs und Stromwerte präsentieren (alles zeitliche Mittelwerte).

- Spannung am Akku:                         1,28 V
- Strom aus dem Akku in Richtung Spule:     84 mA
- Strom aus dem Akku im Ruhezustand:        38 uA

- Ausgangsspannung (= Vss, die am Atmega anliegt):         4,67 V
- Strom aus dem Kondensator in Richtung Atmega (mit LED):  13 mA
- Strom durch die LED:     3,0 mA
- Strom durch die Z-Diode: 2,3 mA

Viele Grüße

Igel


PS: ** danke für diesen Hinweis an Dietrich L.

von igel (Gast)


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Hallo zusammen,

na das ist aber ein nettes Kompliment, das ich da einheimsen darf
- nämlich das Posting von Alexander Rühl:

> Ich bin dafür, das IGEL einen Ehrenplatz im Bereich "Artikel" bekommt.
>
> Nicht dort, wo es um Step-Up Regler geht, auch nicht im
> Energy-Harvesting Sektor oder im Bereich PWM.
>
> Genau: im Bereich Nettiquette!!

Selbstverständlich habe ich mich sofort umgeschaut, wo diese 
Hall-of-Fame
Tafel der netten Jungs und Mädels denn so aufgestellt ist und wo mein
Name dann (in Courier 60 ?) eingraviert werden soll.

Aber der liebe Alexander hat da doch ein wenig geblufft - datt jib et
nämlisch jar nich'. Nix wird's also mit den fetten Lettern
"Igel the smartest man of Power-Boosting 2011"
... auf der Eingangsseite von mikrocontroller.net    ;-)

Anyway - Spaß beiseite:
Ich möchte Alexanders Kompliment auch an Euch zurückgeben:
Hier gibt's durch die Bank nur konstruktive Kommentare und aufmunternde
Worte.  Kein nerviges "Du hast keine Ahnung und ich weiß sowieso
alles besser". So macht eine Diskussion Spaß. Dank also auch an Euch.

So, und nun: gutes Nächtle allerseits ...

Viele Grüße

Igel

von A X E L r. (HTC mobil) (Gast)


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igel schrieb:
> Hier gibt's durch die Bank nur konstruktive Kommentare und aufmunternde
> Worte.  Kein nerviges "Du hast keine Ahnung und ich weiß sowieso
> alles besser". So macht eine Diskussion Spaß. Dank also auch an Euch.

Doch - gibt es auch. Aber wie man eben in den Wald hineinruft, nicht 
wahr :)

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Ja, dieser Thread hat wirklich "Stil" ;)! Kompliment an "Igel" und alle 
Anderen!


Na ja, btt: Ich habe mal den Wirkungsgrad ausgerechnet:

Eingangsleistung: 107 mW
Ausgangsleistung (incl. Zenerdiodenheizung): 70 mW
Wirkungsgrad: 65% (!)

Na, das kann sich doch sehen lassen! Hast Du eigentlich bereits die 
Komparator-Steuerung eingebaut?


Gruß
Jonathan


P.S.: Zeig doch mal ein paar Bilder! Irgendwie kann ich es nicht 
glauben, dass da eine LED dran hängt...

von igel (Gast)


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Guten Abend in die Runde,

schnell ein paar Antworten auf das Posting von Jonathan Strobl:

>Wirkungsgrad: 65% (!)
>Na, das kann sich doch sehen lassen!
Och ja - hatte ich gar nicht nachgerechnet - ist doch
nicht so schlecht wie gedacht. Es kommt aber noch
besser - freue Dich schon mal auf das nächste Posting ...

>Hast Du eigentlich bereits die
>Komparator-Steuerung eingebaut?
Nein, bislang alles ungetuned und ungeregelt.

>P.S.: Zeig doch mal ein paar Bilder! Irgendwie kann ich es nicht
>glauben, dass da eine LED dran hängt...
Beweisfotos kommen im nächsten Posting.

Viele Grüße

Igel

von igel (Gast)



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Hallo zusammen,

anbei die gewünschten Fotos meines "MiniBoosters" (so habe ich
den Vogel heute getauft).

Inzwischen habe ich nochmals ein Schippchen draufgelegt, indem ich
von 1kHz Schaltfrequenz auf 10kHz Schaltfrequenz erhöht habe.

Den Wirkungsgrad der Schaltung könnt Ihr live und in Farbe
aus den Bilden ablesen: unter dem Vorbehalt, daß mein Multimeter
auch wirklich die Mittelwerte korrekt bestimmt und mit dem Hin-
weis, daß ich etwas unschön den Eingangsstrom im 10A-Meßbereich
messen mußte, komme ich auf einen gemessenen Wirkungsgrad
von sage und schreibe 85% !!

Die Schaltung ist dabei noch immer ungeregelt und wird nur von
einer simplen PWM mit einem Tastverhältnis von 0,5 angesteuert.
Vermutlich kann hier allerdings eine Regelung auch nicht mehr
herausholen, da man die Schottky-Diode ja nicht wegregeln kann.


Und hier noch ein paar Kommentare zu den angehängten Bildern:

- MiniBooster-10kHz-Breadboard.jpg
    Ein etwas wilder Drahtverhau. Deutlich erkennbar ist die
    kleine, leuchtende LED. Alle Widerstandsdrähtchen auf der
    rechten Seite gehören zu einer anderen Schaltung.
    Am unteren Ende erkennt man den AVR-ISP-Anschluß, den ich
    heute dazugebastelt habe. Bitte nicht irritieren lassen: einige
    Widerstände in der Schaltung sind gar nicht angeschlossen.
    Sie sind nur deshalb eingesteckt, damit meine Meßschnüre
    mit den Krokoklemmen besser anbeißen können.

MiniBooster-10kHz-Overview.jpg
    Hier seht Ihr den Gesamtaufbau. Die eigentliche Schaltung
    besteht nur aus dem oberen linken Teil des Breadboards.
    Der Rest sind andere Schaltungen, die nichts mit dem Thema
    hier zu tun haben.

MiniBooster-10kHz-Scopeview.jpg
    Das Bild zeigt den Oszilloskopschirm sowie die Einstellungen am 
Gerät.
    Dargestellt sind die Ausgangsspannung von ca. 4V (obere Linie)
    sowie das vom Atmega generierte PWM-Signal zur Ansteuerung des
    MOSFETs (unteres Rechteck-Signal).

    Wichtig: die Nulllinie für beide Kanäle befindet sich jeweils
    etwa dort, wo die Signale Ihren unteren "Boden" haben.
    Außerdem ist zu beachten, daß die Horizontalablenkung
    nicht 0,2ms/cm beträgt, wie es das Bild scheinbar suggeriert,
    sondern nur 0,02ms/com, weil der Faktor10-Zoomknopf an meinem
    Oszi nicht mehr funktioniert und somit das Oszi dauernd zoomt.

MiniBooster-10kHz-Vin.jpg
    Hier seht Ihr die Eingangsspannung

MiniBooster-10kHz-Iin.jpg
    Und hier wird der zugehörige Eingangsstrom gemessen.
    Leider konnte ich keine feinere Auflösung einstellen, da sonst
    der MiniBooster nicht anspringt (... wobei mir in dieser
    Sekunde einfällt, dass dies am Autoranging und dem hohen
    Innenwiederstand des Meßgerätes im uA-Bereich liegen muß.
    Mit manueller Bereichswahl hätte es vermutlich geklappt - aber
    jetzt sitze ich gemütlich im Sessel und habe keine Lust
    mehr aufzustehen ...)

MiniBooster-10kHz-Vout.jpg
    Abgebildet ist die Ausgangsspannung

MiniBooster-10kHz-Iout.jpg
    Abgebildet ist der Ausgangsstrom (bei leuchtender Diode,
    die Ihrerseits ca. 2,3 mA verbraucht - sie ist über 1kOhm
    an den Atmega-Ausgangspin angeschlossen).

MiniBooster-10kHz-Iin_off.jpg
    Und hier seht Ihr den Ruhestrom des MiniBooster - also
    derjenige Strom, der fließt, wenn nicht "geboostert" wird.


Soweit erst einmal die Neuigkeiten in Sachen MiniBooster.
Sollte jemand die Schaltung bereits jetzt nachbauen wollen,
so würde ich mich über ein kleines Posting in diesem Thread
freuen (auch dann, wenn Leute die Schaltung vielleicht erst
in ein paar Monaten/Jahren in diesem Forum entdecken).

Insgesamt plane ich mittelfristig, die Sache nochmals sauber
aufzubeeiten:

- Schaltplan,
- Steckplan,
- Bauteilliste,
- Ltspice-simulation,
- Schaltungsbeschreibung
- Ein paar Hübsche Fotos

... das alles möchte ich nochmals in einem PDF aufbereiten.
Mal sehen, ob's der innere Schweinehund zuläßt.

Bis es so weit ist, wird aber noch ein wenig geforscht:
Die zwei Atmega88PA sind heute angekommen ...
Vielleicht geht's dann ja sogar mit einer kleineren Spule.

Außerdem steht ja noch die Regelung aus, auf die ich mich
ebenfalls schon freue. Mal sehen, wieviel Strom der MiniBooster
dann maximal liefern wird, wenn er bei Last hochregelt.

So - das war's erst einmal für heute (und vielleicht auch für die
nächsten Tage - Familie, Beruf und Schlafdefizit fordern langsam
ihren Tribut).

Viele Grüße

Igel

von Konrad S. (maybee)


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Wow!
http://de.wikipedia.org/wiki/Wow!-Signal

Dann erhol dich jetzt erst mal.

von DL8RDS (Gast)


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Hallo Gemeinde,

ohne daß ich den Nerv hätte, den riesigen Thread durchzulesen, es könnte 
schon mal gesagt worden sein: Es liegt sehr viel daran, wie schnell man 
den Atmega in den Sleep Modus versetzt und wie spät man ihn aufwecken 
kann. Hier ist ein höchst spannender Versuch:

http://jeelabs.org/2010/09/02/sending-packets-without-battery/

vy73
Markus
DL8RDS

von egal (Gast)


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igel schrieb:
> ... das alles möchte ich nochmals in einem PDF aufbereiten.
Oder in einem Artikel fürs hiesige Wiki?

von Axel R. (Gast)


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statt den Atmega88PV hätte man ja auch den ATtiny43U bestellen können.
ich dachte, es geht um den (vorhandenen) Megaga8?
Na egal, kannst ja mal vergleichen, was der 88 noch rausholt. wirst Dich 
wundern, wieviel da rumkommt! Diesen Controller kannst Du ja mit 2.7V 
oder sogar runter bis 1.8Volt laufen lassen. Einen MCP1700-1.8 davor und 
alles passt :))
Die PWM würde ich aber viel höher wählen. Du brauchst doch keine 8Bit 
Auflösung. 500Khz CPU-Takt und 4Bit PWM auflösung mit ICP 
Register==TOP==16 ergibt 62.5 Khz und sollte gut gehen.
( Wenn ich richtig liege ;) )
Andererseits ist nicht davon auszugehen, das sich die Stromaufnahme 
großartig ändern wird, eine Restwelligkeit von 1-2Volt sollten keine 
Rolle spielen.

Überigens hat das Fahrradrücklicht meines Kollegen soetwas verbaut. mit 
einem PIC (baugleich Attiny10) . Der regelt die Helligkeit der LED so, 
das auch bei leer werdenen Akkus die Helligkeit erhalten bleibt und 
steuert zusätzlich noch eine "Warn"-LED für die Unterspannungsanzeige
Beitrag "Re: Mikrocontroller im Gehäuse kleiner als SOIC-8"

von Jonathan S. (joni-st) Benutzerseite


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Hey, also ich baue mir das jetzt nach ;)!


egal schrieb:
> Oder in einem Artikel fürs hiesige Wiki?

Das wäre wirklich was für einen Wiki-Artikel. Willst Du (igel) einen 
machen?


Gruß
Jonathan

von Igel (Gast)


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N'Abend zusammen,

> Hey, also ich baue mir das jetzt nach ;)!

Nach ein paar Tagen Funkstille wollte ich einmal fragen, ob tatsächlich 
jemand meinen hier besprochenen MiniBooster nachgebaut hat?

In der Zwischenzeit bin ich noch ein ganzes Stückchen weitergekommen:

- Verkleinerung der Induktivität (positiv) getestet
- PWM-Programm mit online veränderbarem duty-cycle geschrieben
- Mini-Regelungsprogramm (Comparator-gesteuert) geschrieben

Wenn noch echtes Interesse besteht, werde ich in den kommenden Tagen
einmal nähere Details posten. Aber nur, wenn sich echte Interessenten
melden, denn die forentaugliche Aufbereitung kostet ja doch immer
einige kostbare Hobbyzeit, die ich mir schenken würde, wenn's keinen
interessiert.

Meldet Euch also bitte, wenn Ihr "Fortsetzung" wünscht.

Viele Grüße

Igel


PS: auf die letzten (wie immer guten ...) Forenbeiträge antworte ich in 
nachfolgenden Postings.

von Konrad S. (maybee)


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Igel schrieb:
> Meldet Euch also bitte, wenn Ihr "Fortsetzung" wünscht.

Ja, klar interessiert mich das immer noch! Das ist einer der besten 
Threads, inhaltlich und auch spitzenmäßig von dir geführt. Danke dafür!
Ich habe den Thread auch auf meine Merkliste gesetzt: "Stromversorgung, 
auch wenn es mal eng wird".

von Axelr. (Gast)


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Igel schrieb:
> Wenn noch echtes Interesse besteht, werde ich in den kommenden Tagen
> einmal nähere Details posten. Aber nur, wenn sich echte Interessenten
> melden, denn die forentaugliche Aufbereitung kostet ja doch immer
> einige kostbare Hobbyzeit, die ich mir schenken würde, wenn's keinen
> interessiert.

Hatte ich ja bereits positiv erwähnt, das Du einer der wenigen bist, die 
sich damit viel mühe geben.
Jetzt, da wir das ja wissen, kannst Du dich bei deiner zukünftigen 
Aufarbeitung ja auf das wesentliche beschränken und einfach drauflos 
schreiben. ;))

von Markus G. (thechief)


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Hallo Igel,

bitte setze Deinen Thread hier fort!
Ich habe doch nicht um sonst die Email-Benachrichtigung hierfür 
aktiviert! :-)
Ausserdem wollen wir doch nicht bei 90 Prozent aufhören zu lesen... :-)


Vielen Dank und Grüße

Markus

von M. B. (Firma: TH Nürnberg) (ohmen)


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Auch wenn ich´s (derzeit) nicht einsetzen kann, finde ich es sehr 
interessant...

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