RFM70 Funkmodul über ATmega Mikrocontroller einschalten - Einschaltstrom?

[Stefan -. (stef-an)]

Hallo miteinander,

ich habe folgenden Aufbau: Ein batteriebetriebenes Gerät trägt einen 
Atmel ATmega 164 Mikrocontroller und ein RFM70 Funkmodul.
Zum Laden des Geräts ist mit einem LM317 eine Strombegrenzung auf 8,8 mA 
realisiert (mehr halten die Akkus nicht aus). Nach den Akkus sitzt ein 
Spannungsregler auf 3,3 Volt, über welchen dann die weitere Schaltung 
versorgt wird.

Nun haben wir folgendes Problem: Wenn die Akkus leer sind, startet die 
Platine nicht, denn das RFM70 Funkmodul benötigt ständig > 9 mA Strom, 
was die Strombegrenzung nicht zulässt. Ohne Funkmodul starte die Platine 
problemlos.

Das Funkmodul wird am Anfang noch nicht benötigt, deshalb würde ich es 
gerne später (wenn die Akkus dann geladen sind) über den Mikrocontroller 
einschalten. Laut Datenblatt benötigt das Modul 23 - 30 mA im Empfangs 
bzw. Sendebetrieb. Der ATmega schafft 40 mA pro Pin, also wäre es 
theoretisch kein Problem, das Funkmodul dort anzuschließen.

Nun habe ich die Stromaufnahme des Funkmoduls nach dem Einschalten mit 
einem 1 Ohm Shunt und einem Oszilloskop gemessen (d.h. 1 V entspricht 1 
Ampere Stromaufnahme), Bildschirmfoto ist anbei. Dabei kommt folgendes 
heraus:
Das Funkmodul braucht ca. 3 µS nach dem Einschalten ungefähr 1,5 Ampere. 
40 µS nach dem Einschalten braucht es nochmal ca. 400 - 700 mA für 20 
µS, bevor es dann in den Power-Down Modus geht, in dem es nur noch die 
im Datenblatt angegebenen 3 µA benötigt.

Nun habe ich ernsthafte Bedenken mir den Mikrocontroller zu zerstören, 
denn im Datenblatt finde ich keine Angaben über die kurzzeitige 
Belastbarkeit der Port-Pins.
Selbst ein BSN20 MOSFET, welchen wir hier hätten, schafft zwar 
kontinuierlich 173 mA, aber im Peak auch nur 0,7 A für eine Pulszeit von 
< 10 µS, wäre meines Erachtens nach den Messungen zu klein 
dimensioniert. Außerdem dürfte ich an ihm einen deutlichen 
Spannungsabfall haben, da er einen R_DS von bis zu 20 Ohm hat.

Kann das sein?
Was empfehlt ihr als Lösung für dieses Problem?

Freundliche Grüße

Stefan

[Toralf W. (willi)]

Hallo Stefan,

ich nehme dafür einen externen PMV65XP. (klein, günstig, direkt mit dem 
mega Ansteuerbar). Siehe hier:
http://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-Übersicht#P-Kanal_MOSFET

Gruß Willi

[Stefan -. (stef-an)]

Hallo Willi,

danke für die Antwort. Ich habs jetzt doch mal mit dem BSN20 ausprobiert 
und er ist tatsächlich gestorben :(

Deiner klingt ganz gut, gibts nur leider nicht beim Reichelt, wir haben 
die MOSFET-Übersicht durchgesehen und werden uns den IRLML2502 
bestellen, der sollte das locker wegstecken, richtig? Günstig ist er 
auch noch, nur 17 Cent :)

Vielen Dank

Stefan

[Toralf W. (willi)]

der IRLML2502 ist ein N Kanal Fet. Willst Du GND vom RFM schalten? Würde 
ich nicht machen. Weil dann hängt er immer noch an 3,3V und über SPI 
usw. bekommt er GND. Ich denke besser ist es die 3,3V zu schalten und 
dafür brauchst Du einen P Kanal FET.

[Stefan -. (stef-an)]

Hallo Willi,

ja, gerade haben wir den GND geschaltet, das war vom Platinenlayout 
wesentlich einfacher, aber du hast da schon recht.

Okay, dann verwenden wir den IRLML6402, der kostet sogar zwei Cent 
weniger ;)

Freundliche Grüße

Stefan

[Stefan -. (stef-an)]

Noch zum Ergebnis:

Weder ein Schalten des Moduls über nen p-Kanal, noch über ein n-Kanal 
MOSFET brachte das gewünschte Ergebnis.

Erst, als sowohl GND als auch VCC mit einem MOSFET geschaltet wurden, 
konnte das Modul abgeschaltet werden.

Irgendwie sind da intern die Datenleitungen komisch verschaltet, das 
Modul kann sich darüber sowohl VCC als auch GND holen, falls eines 
fehlt.

Freundliche Grüße

Stefan