Hallo Leute,
ich habe einen Messwert (analog, aber ich kann ihn auch über einen
Komparator oder Schmitt-Trigger anschließen) und möchte entsprechend
eine LED leuchten lassen. Die LED soll jede Sekunde nur für ca. 25-50ms
leuchten, um Strom zu sparen. Ich dachte mir also, ich schalte den
Messeingang an einen Schmitt-Trigger, der mit einer PWM (1Hz, 5-10%
Tastgrad) eingeschaltet wird und dann die LED versorgt.
Nur weiß ich nicht, wie ich am Stromsparendsten das PWM-Signal erzeugen
kann. Mein Ziel ist es, im Mittelwert nicht mehr als einige zehn bis
hundert nA zu erreichen. Ein NE555 zieht also zuviel Saft. AVR mit
picoPower/sleep-mode ist mir auch zu gierig. MSP430 würde ca. hinkommen.
Ich frage mich aber, ob ich wirklich einen µC brauche um stromsparend
ein solches Signal zu erzeugen. Kennt jemand vielleicht einen passenden
IC, der stromsparend ein einstellbares PWM-Signal erzeugen kann?
> Mein Ziel ist es, im Mittelwert nicht mehr als einige zehn bis> hundert nA zu erreichen
Davon wird im Mittel deine LED nicht leuchten.
Pro 1000ms für 25ms mit sagen wir 2mA einer low current LED
sind 50uA, es ist also egal ob die Schaltung 1uA oder 10uA
benötigt.
Der TLC551 braucht typisch 15uA.
Ein ICL7665 kommt mit 3uA aus, der Kondensator zum umladen
könnte 7uA bekommen damit es höher ist als seine leakage,
und netterweise hat er 2 open drain Ausgänge so dass man
die unterschiedlichen Widerstände zum Umladen des Kondensators
ohne Probleme dranbauen kann.
Aber letztlich ist der IC zu teuer und die Referenzspannung
unnötig, ein MCP6031 als Schmitt-Oszillaor kommt mit 0.9uA
aus plus dem Strom zum umladen des Kondensators, den könnte
man auf 5uA dimensionieren. Nur muss man dort für 2
unterschiedliche Ladepfade sorgen damit die on/off Zeiten
unterschiedlich werden, also eine Diode im Ladepfad.
Es gibt mit dem TLC2302 eine Lösung die ohne Diode aber mit
vielen Widerständen auskommt.
|
R
|
+-R-------+
| |
+---|+\ |
| | >--+
| +-|-/ |
| | |
| +-----R-+
R |
| C
| |
Danke für die Tipps, ich werde mir diese Varianten mal anschauen.
Sorry, mit den nA meinte ich die Schaltung exklusive LED, also den
minimum-Stromverbrauch, wenn die LED nicht eingeschaltet wird.
Steven schrieb:> Mein Ziel ist es, im Mittelwert nicht mehr als einige zehn bis> hundert nA zu erreichen.
Rechne doch erstmal nach, wieviel Jahrhunderte Deine Batterie halten
soll.
Und Dein Sensor wird ja auch nicht mit purer Luft laufen.
Z.B. eine CR1632 hat 140mAh, kann also ein Jahr lang 16µA liefern.
Dann auf nA zu optimieren, ist Quatsch.
Eine high brightness LED ist sichtbar mit 100-200uA. Sichtbar bedeutet
nicht, dass sie etwas beleuchtet. Ich denke, da ist das groesste
Einsparpotential.
Steven schrieb:> Sorry, mit den nA meinte ich die Schaltung exklusive LED, also den> minimum-Stromverbrauch, wenn die LED nicht eingeschaltet wird.
Schon klar, aber warum ist es relevant ob die Schaltung 100nA oder 5µA
braucht, wenn du eh 50-100µA für die LED selbst verbrätst? Du kannst ja
dann entsprechend auch beim Controller die PWM ausschalten, oder deiner
Blinkschaltung den Saft abdrehen etc.
Peter Dannegger schrieb:> Z.B. eine CR1632 hat 140mAh, kann also ein Jahr lang 16µA liefern.> Dann auf nA zu optimieren, ist Quatsch.
Richtig, ich habe schon gerechnet. Hatte eigentlich geplant die
Batterien aufzulöten und die Teile dann ~2-5 Jahre laufen zu lassen. Ich
habe natürlich keine Ahnung, ob das bei Berücksichtigung der
Selbstentladung überhaupt Sinn macht… Eine andere Idee war es, eine
kleine Solarzelle, wie sie in Taschenrechnern zu finden sind, oder
eine/mehrere große Photodioden zu verwenden. Aber das ist dann
Spielerei.
Hoppla ! schrieb:> Eine high brightness LED ist sichtbar mit 100-200uA. Sichtbar bedeutet> nicht, dass sie etwas beleuchtet. Ich denke, da ist das groesste> Einsparpotential.
Hab bereits eine gute LED rausgesucht. Ja natürlich ist hier das größte
Potential, wenn man nach dem Strom geht, Amdahls Gesetz usw..
Andererseits könnte man auch die den Tastgrad kleiner stellen.
Gerhard W. schrieb:> Schon klar, aber warum ist es relevant ob die Schaltung 100nA oder 5µA> braucht, wenn du eh 50-100µA für die LED selbst verbrätst? Du kannst ja> dann entsprechend auch beim Controller die PWM ausschalten, oder deiner> Blinkschaltung den Saft abdrehen etc.
Die Idee ist, dass die Schaltung nur misst, also in diesem Fall den die
analoge Spannung mit einem Schwellwert vergleicht und nur wenn dieser
überschritten ist, die LED leuchten lässt. Die LED ist eine Warnung,
sollte also überhaupt nur sehr selten leuchten. Wenn der Strom aus der
Schaltung durch die LED fließt ist es natürlich egal, aber wenn die LED
eben nicht eingeschaltet wird, dann brauche ich ja auch nicht den Strom
verbraten..
Habe mich nach umfangreicher Suche nach Bauteilen für folgende Lösung
entschieden:
* PWM-Erzeugung mit einem 74LVC1G123, wie von MaWin vorgeschlagen, mit
einem Kippschwinger oder diskret mit 2 FETS, werde alle Varianten
testen,
* PWM versorgt Sensor und Schmitt-Trigger (einfacher CMOS Inverter o.ä.)
mit Strom,
* LED hängt am Inverter
Ich denke, so ergibt sich ein optimaler Stromfluss. Eventuell könnte man
noch Strom sparen, wenn man ein Flip-Flop einbaut, dass beim
Überschreiten der Messschwelle den PWM-Ausgang vom Sensor auf die LED
legt. Dann sparte man sich den Strom der über den Spannungsteiler vom
Sensor verbraten wird.
Aber gut, das ist dann vielleicht gar nicht mehr nötig, ..
Danke für die Vorschläge, Ideen
