Hi Leute !!!
Ich überlege gerade, wie ich in der oben zu sehenden Schaltung eine 3 V
Knopfzelle integrieren könnte, die z. B. im Fall eines Stromausfalls den
ATTiny45 weiter versorgt, so daß zumindest die im Programmcode
implementierte Uhr weiterläuft. Wie wäre dieses Vorhaben möglichst
einfach und mit wenigen Bauteilen zu realisieren?
Reicht es evtl. schon aus, den 3 V Stromkreis mit Dioden zu entkoppeln?
Und wie sieht's mit der Umschaltzeit aus, d. h. wäre das Ganze dann
unterbrechungsfrei?
Grüße,
The SphereX
Hiho,
Wenn du ein bisserl Lust und Zeit hast, kannst du ja eine RTC
implementieren (in Hardware) dann kannst du deine Schaltung komplett
abschalten und den RTC Baustein über eine deutlich längere Zeit mit der
Batterie betreiben.
Grüsse
@ Tommy Tomatronic
Ahh, OK und danke, das hilft mir schon sehr weiter. Und was die Dioden
angeht, nehme ich wohl am besten Schottkys, damit von den 3 V auch noch
genügend für den Tiny übrigbleibt, richtig?
@ Nicht"Gast"
Eine RTC ist natürlich auch eine elegante Lösung, aber im Vergleich wohl
auch einiges auffwendiger. Aber trotzdem danke für die Anregung :).
Grüße,
The SphereX
Anstelle der Diode, könntest auch einen Mosfet nehmen. Dadurch verlierst
weniger Spannung.
Siehe hier:
Beitrag "Re: Spannungsumschaltung für MC"
Und R2 (10K, Pulldown) würde ich direkt am uC-Ausgang anschliessen,
anstelle am Gate des FET. Denn so velierst du rund 10% der Gate-Source
Spannung, aufgrund des Spanungsteilers mit R6 (1K).
R6 ist sowieso rel. gross. Um die 100 Ohm fände ich angebrachter.
The SphereX schrieb:> Und was die Dioden> angeht, nehme ich wohl am besten Schottkys, damit von den 3 V auch noch> genügend für den Tiny übrigbleibt, richtig?
Richtig!!
Und Achte auf den Brown-out detection level!
Tommy Tomatronic schrieb:> So hab ich das mal gelöst. Funktioniert seit einem Jahr.
Du verlierst sinnlos Energie durch den 10k Ohm Widerstand der vom Gate
nach Masse geht.
Du kannst dort einen 1M bis 10M Ohm Widerstand nehmen wenn du sicher
gehen willst dass der MosFET abgeschaltet ist.
Wenn du aber immer den I/O-Pin des Controllers dran hast der das Gate
nach Masse oder Vcc zieht brauchst du keinen Widerstand.
Je nachdem wie lange die Notstromversorgung funktionieren soll könntest
du auch einen GoldCap nehmen und ihn von 5V aus über eine Diode füllen.
Das heißt beim Schaltplan von "Tommy Tomatronic (thomas_k86)"
befestigst du den Goldcap direkt an Pin_8.
Hans Jelt schrieb:> Du verlierst sinnlos Energie durch den 10k Ohm Widerstand der vom Gate> nach Masse geht.
Wieso auch. Im Batteriebetrieb ist der Ausgang ja auf Low.
> Du verlierst sinnlos Energie durch den 10k Ohm Widerstand der vom Gate
nach Masse geht.
Da die Dimensionierung der Widerstände nun schon mehrfach bemängelt
wurde ;), muß ich hier doch noch mal nachfragen. Die Beschaltung des
FETs (IRLZ34N) habe ich einfach von hier übernommen:
http://www.elektronik-bastelkeller.de/wordpress/?p=404. Funktioniert ja
soweit auch ohne Probleme. Aber wenn's verbrauchstechnisch optimaler
geht, dann interessiert mich das schon.
In dem Sinne: Inwiefern "verliere" ich mit den 10 kOhm wieviel Energie?
Und könnte ich den Widerstand tatsächlich komplett weglassen?
Grüße,
The SphereX
Hans Jelt schrieb:> Je nachdem wie lange die Notstromversorgung funktionieren soll könntest> du auch einen GoldCap nehmen
Geht natürlich auch.Würde ich auch empfehlen.
The SphereX schrieb:> Inwiefern "verliere" ich mit den 10 kOhm wieviel Energie?
Wenn der Pin wirklich auf Low ist verlierst du nichts, ich weiß ja nicht
wie dein Programm aussieht.
Es sah aber so aus als ob das zwei Stromkreise sind und nur die
Versorgung des Controllers wegfallen würde.
Da der MosFET nur eine feste Spannung am Gate benötigt um zu leiten kann
man ja das Gate laden (z.B. auf 2.5V oder 3V) und dann das Kabel (oder
die Leiterbahn) zum Gate trennen, die Spannung bleibt erhalten und der
MosFET leitet weiterhin.
(es gibt natürlich eine ganz kleinen Leckstrom zwischen Source und Gate
so dass die Spannung langsam sinken würde)
Wenn die Batterie 3V hat und 0.7V durch eine Diode verloren gehen wird
der Controller mit 2.3V betrieben. Es fließen also 230µA über den
Widerstand wenn der Pin auf High ist.
Wenn deine Knopfzelle eine Kapazität von 50mAh hat kann man sie mit dem
10k Ohm Widerstand innerhalb von 9 Tagen entladen.
Ich meine nur ... die beiden Widerstände sind bei einem bipolaren
Transistor notwendig, bei einem unipolaren (also dein MosFET) ist nicht
mal unbedingt ein Widerstand zwischen Gate und I/O-Pin notwendig.
> Es sah aber so aus als ob das zwei Stromkreise sind und nur die
Versorgung des Controllers wegfallen würde.
Also es sind in der Tat zwei Stromkreise, wobei der ATTiny45 für die
Steuerung des 24 V LED-Lichterstraußes (über den IRLZ34N) verantwortlich
ist (zeit- u. umgebungslichtabhängiges An- u. Ausschalten,
PWM-LED-Fading). Der Pin zum Gate ist damit also weder ständig low, noch
high.
Wenn jetzt mal der Strom ausfällt oder die Steckdose angenommen
kurzzeitig für den Staubsauger gebraucht wird, wollte ich mit der
Batterie lediglich sicherstellen, daß der Tiny sein Programm ungestört
weiter abarbeitet, also insbesondere der Uhren-Interrupt weiterläuft.
Die LEDs sind dann natürlich aus.
Die Variante mit dem GoldCap klingt auch sehr interessant. Wie müßte ich
den denn schalten? Einfach wie bei der Batterie, nur ohne die zweite
Diode, die in Richtung Knopfzelle sperrt?
Wenn die Formel " T = (ULade - Umin) / I * C " stimmt, dann dürfte ich
ja mit einem 1 F großen GoldCap locker 2 Stunden überbrücken können (bei
300 µA ATTiny-Strom).
Grüße,
The SphereX
The SphereX schrieb:> Die Variante mit dem GoldCap klingt auch sehr interessant. Wie müßte ich> den denn schalten? Einfach wie bei der Batterie, nur ohne die zweite> Diode, die in Richtung Knopfzelle sperrt?
Ja, stimmt ... die Diode die eine Ladung der Knopfzelle verhindert
braucht man ja dann gar nicht, aber ich glaube aber dass Strom zurück
durch den 5V Regler hindurch fließen kann.
Bei den 1F / 5.5V Goldcaps sind zwei Kapseln drin die genau so wie
Knopfzellen aussehen. :)
Jede dieser Kapsel hat angeblich 2F / 2.3V ... frag mich nicht wie die
beim hintereinander schalten auf 5.5V kommen, aber es funktioniert.
1F/5,5V kostet 1,60 Euro
http://www.reichelt.de/Gold-Cap-Speicher-Elkos/SPK-1-0F/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=19387&GROUPID=3148&artnr=SPK+1%2C0F
Wenn du den Innenwiderstand (Ri=30 Ohm) senken möchtest kannst du auch
zwei parallel schalten.
Hans Jelt schrieb:> Jede dieser Kapsel hat angeblich 2F / 2.3V ... frag mich nicht wie die> beim hintereinander schalten auf 5.5V kommen, aber es funktioniert.
Das sind Grundlagen der Elektrotechnik.
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1006081.htm
Leider greift immer mehr die Einstellung um sich, dass Grundlagenwissen
unwichtig sei.
;-)
Michael L. schrieb:> Leider greift immer mehr die Einstellung um sich, dass Grundlagenwissen> unwichtig sei.>> ;-)
Ich verstehe was du meinst, aber 2 x 2.3V = 4.6V und nicht 5.5V ... es
sind aber definitiv zwei 2.3V Typen die da drin sind, deshalb weiß ich
nicht ob die maximale Spannung über 2.3V liegt und sie bei dem 2.3V
Goldcaps einfach nur die empfohlene Spannung angegeben haben und beim
5.5V Typen die maximale Spannung die den Kondensator schnell altern
lässt.
Hans Jelt schrieb:> Michael L. schrieb:>> Leider greift immer mehr die Einstellung um sich, dass Grundlagenwissen>> unwichtig sei.>>>> ;-)>> Ich verstehe was du meinst, aber 2 x 2.3V = 4.6V und nicht 5.5V ... es> sind aber definitiv zwei 2.3V Typen die da drin sind, deshalb weiß ich> nicht ob die maximale Spannung über 2.3V liegt und sie bei dem 2.3V> Goldcaps einfach nur die empfohlene Spannung angegeben haben und beim> 5.5V Typen die maximale Spannung die den Kondensator schnell altern> lässt.
Ganz einfach, es gibt verschiedene Elektrolyte. Bei 5,5V sind nicht 2x
2,3V sonder 2 Zellen zu je 2,75V drin.
Ich will gewiss nicht unfreundlich erscheinen, wenn ich mir die
Anmerkung erlaube, dass man dafür früher u.U. 1-2 Stunden in der
Bibliothek verbringen musste. Heute könnte man das in 1-2 Minuten
ergoogeln - könnte.
Ich wünsche dir viel Neugier.
Grüße.
The SphereX schrieb:> D2: 2,7V Z-Diode
Du willst die Spannung für den 2.5V Goldcap begrenzen ...
Man macht das eigentlich so dass der (in meinem Beispiel) 1F / 5.5V
Kondensator auf 5V-0.3V=4.7V aufgeladen wird und er sich danach über den
AVR entlädt bis die Spannung zu gering ist und der AVR nicht mehr läuft.
Ich nehme mal an er arbeitet ab 1.8V nicht mehr.
Wenn du nur eine Spannung von 2.5V in den Kondensator lädst hast du nur
eine Spannungsdifferenz von 2.5-1.8=0.7V
Bei 4.7V wären es (4.7-1.8=) 2.9V und du könntest den AVR 2.9V/0.7V=
4.14 mal so lange betreiben.
Du siehst also, du hast die Kapazität 5.5 mal vergrößert, aber durch die
geringere Spannung hast du quasi nichts gewonnen.
Okay 5.5/4.14=1.327 ... dadurch läuft der AVR 1,327 mal so lange.
Etwas doof ist dass man einen Teil der Ladung (Q=C*U) des Kondensators
(von 0 bis 1.8V) nicht nutzen kann ... ist aber nicht so ein Problem.
Also nutze lieber den 1F/5.5V Kondensator (oder auch mehrere parallel
wenn es sein muss), die Z-Diode kannst du dann auch entfernen ...
verkompliziere die Schaltung nicht.
> Also nutze lieber den 1F/5.5V Kondensator (oder auch mehrere parallel wenn es
sein muss), die Z-Diode kannst du dann auch entfernen ... verkompliziere die
Schaltung nicht.
Da hast Du wohl Recht, zumal mein ATTiny45 nur bis 2,7V runtergeht (ist
nicht die A-Version). Allerdings dürften die 1F z. B. für einen längeren
Stromausfall (> 2 Stunden) sicher nicht ausreichen. Deshalb dachte ich
da an etwas mehr Kapazität. Bei 5,5V Nennspannung habe ich aber auf die
Schnelle keinen GoldCap mit mehr als 1,5F gefunden. Da muß ich wohl doch
zur Parallelschaltung greifen.
Grüße,
The SphereX
t=C*V/I
C = 1F -20% = 0.8F (Toleranz des Bauteils abrechnen)
I = 300µA
U = 5V
Umin = 2.7V
Ri = 50 Ohm (Innenwiderstand des Kondensators)
t = 0.8F*(5V - 2.7V - (50 Ohm * 0.0003A))/0.0003A
((0,8*(5-2,7-(50*0,0003)))/0,0003)/60/60
t = 1.69 Stunden
Wenn die Überbrückungszeit wirklich viel länger als 3 Stunden ist lohnt
es nicht dort teure Goldcaps zu verbauen.
Eine 560mA Knopfzelle kostet 1,50 Euro und würde 77 Tage halten.
(560/0,3)/24 = 77,7 Tage
http://www.reichelt.de/Knopfzellen-Lithium-mit-Loetfahne/CR-2450P-H/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=24491&GROUPID=4242&artnr=CR+2450P-H
Die Variante mit den Goldcaps wird etwas teurer als eine einfache
Knopfzelle und die Überbrückungszeit ist kürzer, aber man muss den
Überbrückungsspeicher nicht irgendwann austauschen.
Da die Spannungskennlinie einer Lithium-Knopfzelle plötzlich steil
abfällt kann es sehr plötzlich passieren dass die Spannung weg ist, also
kann man nicht so gut nachmessen ob die Zelle noch okay ist.
Das muss man selbst entscheiden, jede Methode hat seine Vor- und
Nachteile.
> t = 1.69 Stunden
Na dann habe ich ja zumindest richtig gerechnet ;), wobei ich die
Toleranz noch gar nicht berücksichtigt hatte. Die korrigiert das
Ergebnis ja noch mal etwas nach unten.
Wenn ich jetzt davon ausgehe, daß ein Stromausfall bei uns doch schon
mal 3 Stunden und länger dauern kann, ist die Variante mit der
Knopfzelle, wie ursprünglich geplant und wie Du auch richtig
ausgerechnet hast, wohl doch die beste (kostengünstigste) Lösung. Die
wechsle ich dann einmal im Jahr oder so aus, und fertig is' :).
Danke noch mal für Deine Infos und Erläuterungen.
Grüße,
The SphereX
ATTiny45-Schaltung.png
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