Bitte entschuldigt die Anfängerfrage, ich bin 15 Jahre alt und befass mich zum ersten Mal mit µC: Wenn ich für ein µC Angaben zur minimalen und max. Betriebsspannung habe und zum mittleren Betriebs- bzw. Stand-by-Strom, dann kann ich die mittlere Leistungsaufnahme doch -wie einer Glühbirne- unabhängig von der tatsächlich anliegenden Spannung ( sofern sie nur im Betriebsspannungsfenster liegt) berechnen -oder? Die Leistung ist doch auch bei µC das Produkt aus Spannung und Stromstärke und ändert sich doch nicht mit der Betriebsspannung?
Jonathan Hort schrieb: > Die Leistung ist doch auch bei µC das Produkt aus Spannung und > Stromstärke und ändert sich doch nicht mit der Betriebsspannung? Doch das tut sie. Und du kannst z.B. in den Datenblättern Diagramme und/oder Formeln zur Berechnung des Stromverbrauchs und daraus resultierend der Verlustleistung (so heißt die eigentlich) finden...
Gast
#2555454
Jonathan Hort schrieb: > Die Leistung ist doch auch bei µC das Produkt aus Spannung und > Stromstärke und ändert sich doch nicht mit der Betriebsspannung? nein. Der Strom ändert sich mit der Spannung. Auch ist die Stromaufnahme bei µC abhänig von jeweiligen Programm.
Gast
#2555474
Jonathan Hort schrieb: > Bitte entschuldigt die Anfängerfrage, ich bin 15 Jahre alt und befass > mich zum ersten Mal mit µC Mit Verlaub, lieber "badmonkey", wenn Du vorgibst, ein 15jähriger zu sein, dann solltest Du auch die Sprache eines 15jährigen simulieren. Wir lassen uns nur ungerne verarschen.
Gast
#2555476
Peter II schrieb: > Jonathan Hort schrieb: >> Die Leistung ist doch auch bei µC das Produkt aus Spannung und >> Stromstärke und ändert sich doch nicht mit der Betriebsspannung? > nein. > > Der Strom ändert sich mit der Spannung. Auch ist die Stromaufnahme bei > µC abhänig von jeweiligen Programm. Vorallem auch abhängig von der Taktrate.
Gast
#2555489
Jugendamt schrieb: > Mit Verlaub, lieber "badmonkey", wenn Du vorgibst, ein 15jähriger zu > sein, dann solltest Du auch die Sprache eines 15jährigen simulieren. Wir > lassen uns nur ungerne verarschen. Vielleicht ist er wirklich 15 und gibt sich die Mühe die alle immer fordern? Das wäre doch mal was! Zum Thema: Es ist nicht unbedingt leicht die Verlustleistung zu berechnen. Sie hängt ab von der Betriebsspannung, der Taktrate und vor allem was dein Programm macht und ob du die verschiedenen Schlafzustände des µC nutzt. Typischer Weise hat man ein Hauptschleife und arbeitet dann interruptgesteuert alle Aufgaben ab. Dazwischen schläft dein µC. So kann man bei einfachen Aufgaben schnell 90% sparen. Einige µC bieten auch an mit verschiedenen Taktquellen zu arbeiten um noch mehr einzusparen. Also in den Pausen mit 32kHz herumdümpeln und mit 20MHz rechnen.
ich bin tatsächlich 15. Mein Vater half mir bei der Formulierung. Wieso meinst du denn ich sei älter? Danke für die Antworten! Also erhalte ich jeweils 2 Werte für mittlere Betriebs- und Stand-by-Leistung bei einer minimalen und einer max. Betriebsspannung?
Gast
#2555501
Jonathan Hort schrieb: > Also erhalte ich jeweils 2 Werte für mittlere Betriebs- und > Stand-by-Leistung > bei einer minimalen und einer max. Betriebsspannung? Ja und nein. :-) Im Wesentlichen entstehen Verluste in einem µC beim schalten, sind also nahezu linear abhängig von der Taktrate. Und Schlafzustände gibt es je nach µC zwischen einem und fünf... (soweit mir bekannt)
Jonathan Hort schrieb: > Also erhalte ich jeweils 2 Werte für mittlere Betriebs- und > Stand-by-Leistung > bei einer minimalen und einer max. Betriebsspannung? Wo ist denn nun überhaupt dein Problem? Das wäre mal hilfreich zu wissen. Es gibt ja mehrere Schlafzustände in denen unterschiedlich verbraucht wird. Dann kann man per Software viele Module in einem Controller abschalten (ADC, Ausgangstreiber, Komparator, USART usw.), was dazu führt dass weniger verbraucht wird. Eine grobe Übersicht bietet das Datenblatt, dort gibt es Diagramme welche den Stromverbrauch in Abhängigkeit der Taktrate und Spannung angeben. Also was genau möchtest du eigentlich wissen? gruß cyblord
Ich beziehe mich auf Aufgabe 1.4.1 des Anhangs. Ich bitte nicht um die Lösung, ich will nur wissen, ob ich die Aufgabe richtig verstanden habe.
Seite 8 des Anhangs
Gast
#2555559
Hach was ein Glück das ich nicht mehr in der Schule bin bzw. im Studium. Endlich muss ich nicht mehr raten was der Aufgabensteller gemeint hat. Keine doofe Obrigkeitshörigkeit, keine professorale Rechthaberei mehr. Im wahren leben heißt es rechnen, simulieren, aufbauen, messen und wegschmeissen. Dann beginnt Iteration zwei. Dies wird solange durchgeführt bis es passt und nicht bis irgendein Lehrer/Professor recht hat. Die natürlichen Feinde im wahren Leben heißen dann Controlling, Portfolio Management, Einkauf, Produktion und Qualitätssicherung. :-) Interpretiere die Textaufgabe mangels Datenblatt zu den germanischen Prozessoren nach gutdünken...
Hier schreibt zum 1. Mal der danebensitzende Vater: Also ich habe mir die Aufgabe angesehen und dazu die Lösung meines Sohnes und habe behauptet, diese Aufgabe sei eine Fangfrage,da ich von meinem einfachen Elektrikwissen (Glühlampenleistung ist konstant , unabhängig von der Spannung) ausging... Wie ist der Unterschied zu erklären?
Der Vater nochmal: Also ist der µC nicht wie ein ohmscher Widerstand zu berechnen?
Jonathan Hort schrieb: > Hier schreibt zum 1. Mal der danebensitzende Vater: Also ich habe mir > die Aufgabe angesehen und dazu die Lösung meines Sohnes und habe > behauptet, diese Aufgabe sei eine Fangfrage,da ich von meinem einfachen > Elektrikwissen (Glühlampenleistung ist konstant , unabhängig von der > Spannung) ausging... Wie ist der Unterschied zu erklären? Also: Fangen wir mal bei den Grundlagen an: So ein µC ist aus jeder Menge MOSFETs aufgebaut. MOSFETs sind Transistoren, die über eine isolierte Steuerelektrode (Gate) angesteuert werden. Dieses Gate verhält sich wie ein Kondensator. Im statischen Fall fließt dort kein Strom. Beim Umschalten fließt kurzzeitig ein recht hoher Strom, um das Gate umzuladen. Folglich ist die Stromaufnahme eines Mikrocontrollers bei niedrigem Takt geringer als bei hohem Takt, da die Gates der MOSFETs bei einem höheren Takt ja öfter umgeladen werden müssen. Bei einer höheren Spannung kann man mehr Ladung in einem Kondensator (also auch in einem MOSFET-Gate) unterbringen. Deshalb steigt die Stromaufnahme auch mit der Spannung. Gruß Jonathan P.S.: Ich bin auch 15 ^^
Gast
#2555594
Hallo Jonathan und Vater: Ihr habt Recht mit eurer einfachen Rechnung, aus einfachem Grund: In den Aufgaben ist nicht von realer Technik die Rede, sondern nur von fiktiven Bauteilen, zu denen sehr wenige Daten angegeben sind. Da ist es einfach nicht möglich mehr zu rechnen, als pro Controller jeweils die beiden angegebenen mittleren Ströme mit den beiden angegebenen Spannungen zu multiplizieren. Bei realen Bauteilen sieht es vielmehr so aus, dass der Hersteller gar keine Angaben zu einem "mittleren Betriebsstrom" macht, sondern nur zu Maximalwerten und evtl. noch den minimalen wenn alle Schlafmodi aktiviert sind. Wo in diesem Bereich man sich dann in der Praxis bewegt, hängt von all den oben genannten Bedingungen ab.
Vielen Dank, ich weiß jetzt was ich tun muss. -Jonathan(15) Vater(40): die Erklärung mit den MOSFET-Gates leuchtet ein - danke, ich geb mich geschlagen...
Gast
#2555612
Vielleicht noch als Ergänzung: Ich habe hier einfach mal das Datenblatt vom Atmel ATmega88 (das Nächstbeste, das mir einfiel) herausgegriffen: http://www.mikrocontroller.net/part/ATMEGA88 Auf Seite 316 sieht man im Diagramm sehr schön die nahezu lineare Abhängigkeit der Stromaufnahme von der Frequenz und die Abhängigkeit von der Versorgungsspannung. Weiter unten folgen noch Diagramme, die die (leichte) Temperaturabhängigkeit zeigen. Weiterhin haben Mikrocontroller grundsätzlich eine gewisse Ruhestromaufnahme, da sich bei den kleinen Strukturen im Chip Leckströme einfach nie ganz vermeiden lassen. Diese ist auch temperaturabhängig. Was auch nicht berücksichtigt ist: Moderne Mikrocontroller bestehen aus weit mehr als "nur" der Recheneinheit, z. B. Analog-Digital-Wandler, PWM-Ausgänge usw. Diese muss man in der Praxis natürlich auch entsprechend berücksichtigen.
Gast
#2560987
Wenn ich das richtig verstanden habe muss ich also nur die Produkte der jeweiligen Mittlerenrate, in dem Beispiel Wotan: Betriebsform (3(2))*Spannung(3-5) ?
Gast
#2560992
da war der Satz noch nicht zu ende. "nehmen" muss es natürlich heißen.
Jonathan Hort schrieb: > Hier schreibt zum 1. Mal der danebensitzende Vater: Also ich habe mir > die Aufgabe angesehen und dazu die Lösung meines Sohnes und habe > behauptet, diese Aufgabe sei eine Fangfrage,da ich von meinem einfachen > Elektrikwissen (Glühlampenleistung ist konstant , unabhängig von der > Spannung) ausging... Wie ist der Unterschied zu erklären? 1. Die Glühlampenleistung ist NICHT konstant. sie hängt sogar fast im quadrat von der anliegenden Spannung ab! 2. Ihr braucht nicht mehr als P = U * I Dazu gibts noch U = I * R falls ihr einen Widerstand gegeben habt. Sorry aber diese beiden Formeln ggf. umzuformen kann ein 15 Jähriger, das kriegt sogar meine 13 Jährige Tochter hin.
Nachtrag: Leute was macht ihr gier für ein Fass auf von wegen Frequenzabhängigkeit und MOSFET Grundlagen. In dem anghängten PDF ist eine eindeutige Frage mit mittlerem Strom und einem Spannungsbereich gegeben, der Rest ist einfache Multiplikation! Mehr braucht man für die Aufgabe nicht.
Jonathan Hort schrieb: > Hier schreibt zum 1. Mal der danebensitzende Vater: Also ich habe mir > die Aufgabe angesehen und dazu die Lösung meines Sohnes und habe > behauptet, diese Aufgabe sei eine Fangfrage,da ich von meinem einfachen > Elektrikwissen (Glühlampenleistung ist konstant , unabhängig von der > Spannung) ausging Da muß ich dich enttäuschen. Die Leistung einer Glühlampe ist keineswegs unabhängig von der Spannung konstant. Wenn das so wäre, könntest du eine Glühlampe für 230V ins Auto (bei 12V) einbauen und sie würde genauso hell leuchten (weil: gleiche Leistung) > Wie ist der Unterschied zu erklären? Zuerst mal können wir jeglichen Zusammenhang zwischen der Stromaufnahme des µC und der Betriebsspannung, Taktfrequenz und dem Programm vergessen. Denn das fiktive Datenblatt liefert ja einen mittleren Betriebs- und Standby-Strom. Man könnte zugunsten des Aufgabenstellers annehmen, daß der mittlere Strom diese Parameter sozusagen berücksichtigt. Andererseits sind die Angaben unsinnig, denn bei gleichem Programm und gleicher Taktfrequenz ist die Stromaufnahme eines µC eben gerade nicht unabhängig von der Betriebsspannung. Bei CMOS-Schaltungen dominiert die dynamische Stromaufnahme durch die Umladung von Gate- und parasitären Kapazitäten. Und dieser Strom ist proportional zur Taktfrequenz und proportional zur Versorgungsspannung. Bei gleicher Taktfrequenz ist die dynamische Leistungsaufnahme einer CMOS-Schaltung also proportional zum Quadrat der Betriebsspannung. Aber wie gesagt: mit den gegebenen Daten lassen sich Betriebs- und Standby-Leistungsbedarf einfach nur nach P = U*I berechnen. Und apropos Fangfrage: 14.2 ist eine XL
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