Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schaltregler für Teelicht?


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von The SphereX (Gast)


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Hallo Leute !!!

Ich habe gerade aktuell zur Weihnachtszeit verteilt in der ganzen 
Wohnung einige Teelichter im Einsatz, meist als Innenbeleuchtung 
verschiedener Dekoobjekte (Tannenbaum, Weihnachtsmann). Da mich das 
tägliche manuelle Ein- u. Ausschalten langsam etwas nervt, fange ich 
jetzt an, die Teelichter zu modifizieren, d. h. einen Timer zu 
integrieren, der das Ganze dann automatisch zu vorgegebenen Zeiten 
erledigt. Dazu verwende ich einen ATTiny13A, mit dem ich zusätzlich auch 
noch ein Kerzenflackern imitiere.

Mein erstes Teelicht funktioniert auch wie geplant sehr 
zufriedenstellend. Was mich jetzt allerdings noch stört, ist die 
ungleichmäßige Helligkeit über den zeitlichen Verlauf der 
Batterielebensdauer. Es wäre wünschenswert, wenn die LED relativ gleich 
hell bleiben und schließlich, nach möglichst optimaler 
Kapazitätsausnutzung der Batterie, einfach ausgehen würde. Aktuell 
glimmt sie leider noch eine ganze Weile so vor sich hin, was nicht 
wirklich schön anzusehen ist.

Nun habe ich bereits einige Recherchen zum Thema "Schaltregler & Co." 
durchgeführt, jedoch für meine konkrete Anwendung nicht so richtig das 
Passende gefunden. Oder um ehrlich zu sein: Ich habe irgendwie ein wenig 
den Überblick verloren und hoffe, daß mir hier jemand weiterhelfen kann.

Also noch mal zum Bastelobjekt:

> Teelicht mit einer gelben LED (ca. 2 V, 20 mA)
> 1 x ATTiny13A µC
> Batterie: 1 x 3 V CR2032

Wie ließe sich das Ganze evtl. bewerkstelligen? Dabei müssen die 
Bauteile natürlich mit dem ATTiny13A zusammen im Teelichtgehäuse Platz 
finden.


Grüße,
The SphereX

von klaus2 (Gast)


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PR4402 und Co.?

Klaus.

von user (Gast)


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Wie wäre es die Batteriespannung zu messen und die Helligkeit per PWM 
der Spannung anzupassen, damit leuchtet die LED immer gleich hell.

von The SphereX (Gast)


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@ klaus2
Diese Step-Up-Wandler hatte ich auch schon im Auge. Nur vertragen die 
laut Datenblatt nicht mehr als 1,9 V Eingansspannung, wenn ich das 
richtig interpretiert habe.

@ user
Das wäre vielleicht eine Möglichkeit. Leider nutze ich PWM bereits für 
die Imitation des Kerzenflackerns. Inwieweit ich den Code dann noch 
anpassen müßte, und ober der dann noch in den Tiny paßt (bereits 96% 
Flash-Auslastung), weiß ich leider nicht.


Grüße,
The SphereX

von Mario B. (Gast)


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The SphereX schrieb:
> Teelicht mit einer gelben LED (ca. 2 V, 20 mA)

Wie wärs erstmal mit einer sparsameren LED, aka. low current led?

von Harald (Gast)


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Wenn es ein Schaltregler sein soll, wie wäre es mit dem MCP1640. Den 
stellst Du dann fix auf z.B. 3V ein und die Batterie wird passend 
ausgesaugt. Könnte aber gut sein, dass der Innenwiderstand der CR2032 
nicht zum StepUp passt. Muss man prüfen.

Ich würde aber - wie bereits vorgeschlagen - die Batteriespannung messen 
und den PWM passend nachregeln. Evtl. per vereinfachter Villardschaltung 
an 2 Portpins die LED-Spannung verdoppeln (na ja, sagen wir erhöhen).

Knappen Speicher kann man kaum gelten lassen, der ATINY13 hat ja größere 
Brüder. Es sei denn, die produzierte Stückzahl ist >10k.

von Max D. (max_d)


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Bei 2 V sind die Knopfzellen schon ziemlich leer und ein Schaltregler 
dürfte nichtmehr viel bringen. Das lange Nachglühen der LED kommt vom 
gesunkenen Strom. Ich würde eher wie SphereX eine Low-Current LED 
nehmen. Was bei einem AVR noch rel. wirkungsvoll sein könnte wär ein 
billig "Step-Down" in Verbindung mit 2 Knopfzellen. Die 6V von den neuen 
Zellen hält der AVR noch gerade so aus (wenn der Takt um ein paar 
promille driftet macht das hier ja nichts). Die LED kommt über eine 
kleine Spule an den Portpin und bekommt via PWM eine KSQ. Damit kann man 
(auch ohne Feedback) den Strom "schätzregeln". Man nimmt halt eine LED 
die bei dem halben maximalstrom hell genug ist (gibt ja genug helle 
heutzutage) und regelt die PWM nach der gemessenen Batteriespannung 
(fast alle AVRs können über die interne Referenz als eingang am ADC die 
Vcc messen) nach. Bringt eine gute Erhöhung der Batterielebensdauer ohne 
großen Mehraufwand....

von The SphereX (Gast)


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Danke Euch erst mal für Eure Anregungen. Damit habt Ihr mir in der Tat 
schon sehr weitergeholfen. Die PWM-Regelung klingt dann doch sehr 
überzeugend. Da werde ich wohl um einen "größeren" Tiny nicht 
herumkommen. Aber auch der Einsatz von Low-Current LEDs bzw. superhellen 
auf Sparflamme (5 mA, 10 mA) würde mir mit Sicherheit schon einige 
Stunden mehr Licht bringen. Dann vielleicht noch eine CR2477 mit 950 mAh 
statt der CR2032, und es bleibt noch deutlich länger hell :-).

Würde hier evtl. auch die Aktivierung der Brown-Out Detection bei 2,7 V 
was bringen? Nach dem ausgelösten Reset würde der Tiny die LED dann 
einfach ausgeschaltet lassen, und ich wüßte folglich genau, daß es Zeit 
zum Batteriewechseln ist.

Grüße,
The SphereX

von Sascha W. (sascha-w)


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The SphereX schrieb:
> Würde hier evtl. auch die Aktivierung der Brown-Out Detection bei 2,7 V
> was bringen? Nach dem ausgelösten Reset würde der Tiny die LED dann
> einfach ausgeschaltet lassen, und ich wüßte folglich genau, daß es Zeit
> zum Batteriewechseln ist.
das währe in der Tat eine Möglichkeit zum gezielten Abschalten.
Zu beachten ist dann aber das im ausgeschalteten Zustand - ich nehme mal 
an das dein Tiny dann im Sleep ist, die BO den Stromverbrauch etwas 
erhöht. Die BO lässt sich zu dem Zweck vor dem Spleep per Software 
deaktivieren (weis jetzt nicht ob's die Möglichkeit beim 13A gibt)

Sascha

von Max D. (max_d)


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Wenn er im BO ist ist für ihn die Zelle ja leer und ihm kann es egal 
sein wieviel Strom sein Tiny zieht....

von eProfi (Gast)


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Wobei die Frage ist, ob es besser ist, zwischen Portpin und LED noch 
eine Spule zu hängen --> geringerer Ripple, höherer Wirkungsgrad.

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