BTM222 mit Li-Ion Akku versorgen

[Matthias K. (mklenk)]

Hallo,

Ich bastle momentan an der 4ten Version meines Datenhandschuhs, dieses 
mal mit Li-Ion Akku und auf PCB. Was die Akkuaufladung betrifft hab ich 
ein bisschen recherchiert. Eine eindeutige Lösung hab ich aber nicht 
gefunden, obwohl ich mit meiner Problematik sicher nicht allein dasteh.

Zu meinen Verbrauchern:

- ein Atmega8L 2,7V - 5,5V
- ein Sensormodul, dabei hatte ich an das MPU-6050 gedacht: 2,3V-3,4V
- ein BTM222  3V-3,3V    mit ca. 120mA Stromverbrauch
- ein paar LEDs
(http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/f/fc/BTM222_DataSheet.pdf)

nur muss ich ja die Akkuspannung runterregeln. Ich würde gern diesen 
Regler nehmen: 
http://de.rs-online.com/web/p/spannungs-linearregler/7577229/  ,um den 
Akku möglichst gut zu nutzen. Datenblatt sagt die Outputspannung liegt 
zwischen 2.925V und 3,075V. Jetzt frag ich mich, ob es da Probleme mit 
dem BTM222 geben könnte.

Muss ich sonst noch etwas beachten oder ist irgendwo ein Fehler?
Am besten wärs, wenn jemand einen Schaltplan für das Problem hat. Man 
muss das Rad ja nicht neu erfinden.


Auch auf die gefahr hin, dass es jetzt "SUFU nutzen" posts hagelt,
MfG Matthias

[Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec)]

Betreibe den µC auch an 3V, dann gibt es keine Probleme mit den Pegeln. 
Wenn ein ATMEGA bei 3V nicht schnell genug laufen kann, nimm einen 
XMega.

[Matthias K. (mklenk)]

Ok hätt ich vllt noch hinschreiben sollen. Das Bauteil, was die Spannung 
einschränkt ist ja das BTM. Die Platine wird dann überall mit der 
gleichen Versorgungsspannung (3V oder 3,3V) betrieben, um ohne 
Pegelwandler auszukommen.

[Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec)]

Das BTM222 läuft gefahrlos von 2.7V bis 3.6V (ausprobiert!). Ein 
3.3V-Regler für alle Bauteile wäre optimal. Der Regler muß für Faktor 
1.5 des absoluten Spitzenstroms aller Bauteile ausgelegt sein, also für 
schätzungsweise 250mA.

[Oliver h. (oliver_h)]

Ich habe für genau das gleiche Problem einen ADP2503 verbaut. Das ist 
ein Step-Up UND Step-Down-Regler. Also wenn der Akku nur noch 3V hat, 
bekommst du auch deine 3,3V und hast keinen Drop wie bei einem LDO.
Allerdings gibt es den nur in QFN...

[Jürgen H. (heidi02)]

Für ein ähnliches Problem habe ich einen Max1793 eingesetzt. Der hat bei 
200mA Last einen Drop von nur 45mV ist aber, Maxim-typisch, recht teuer. 
Unterspannungsabschaltung bei 3,08V über einen Max810, zur 
Akku-Schonung.

@Oliver Der ADP2053 sieht sehr interessant aus, hab gleich mal ein 
Lesezeichen gesetzt.

[Timmo H. (masterfx)]

Also wenn deine Schaltung auch aktiv sein kann wenn gerade über USB 
geladen wird, dann würde ich nicht den Akku direkt an den LDO 
anschließen, sondern über einen P-Kanal-Mosfet nur bei Bedarf die 
Schaltung über den Akku versorgen lassen, und ansonsten direkt über die 
USB-Spannung, sonst misst das LadeIC ja auch den Strom mit, den die 
Schaltung verbraucht und der Akku wird dementsprechend langsamer 
geladen.

Anbei mal ein Beispiel wie ich das gelöst habe.

Wenn die USB-Spannung anliegt, sperrt der Mosfet Q1 und die Schaltung 
wird direkt über 5V versorgt. Das LadeIC IC1 kümmert sich dann nur um 
den Akku.

[Matthias K. (mklenk)]

Hui danke erst mal für die vielen Antworten. Die einzelnen Teile werd 
ich mir morgen mal genauer ankucken. Wenn der Akku geladen wird, läuft 
der Rest der Schaltung nicht, da ich den Datenhandschuh mit USB-Kabel 
dran eh nicht benutzen kann.

[Matthias K. (mklenk)]

Ich werde vermutlich den ADP2053 verbauen.
@ Oliver

Wie hast du bei dir den Tiefenentladungsschutz gemacht und hast du vllt 
noch dein PCB Layout?

[Oliver h. (oliver_h)]

Matthias Klenk schrieb:
> Ich werde vermutlich den ADP2053 verbauen.
> @ Oliver
>
> Wie hast du bei dir den Tiefenentladungsschutz gemacht
Relativ simpel, da würde ich mittlerweile doch gerne noch Jürgens 
Variante dazu nehmen. Ich habe es zZ so gelöst, dass der Atmega über nen 
Spannungsteiler und einer 2,5V-Referenz die Akkuspannung misst. Wenn 
diese etwas unter 3,1V ist, meldet der µC das auf dem OLED und legt 
sich, OLED, BTM und NRF24L01 schlafen. Da ich einen recht großen Akku 
(1300mAh) dran habe, sollte der dann noch eine Weile leben, wenn alles 
"aus" ist. Es ist ja dann nur noch der ADP und der µC im tiefsten 
Schlafmodus.


> und hast du vllt noch dein PCB Layout?
Ja, aber nur für Altium. Für die Spule und Cs nahm ich die Excel-Tabelle 
von Analog*.


* http://download.analog.com/PMP/ADP2503_04_BuckBoostDesigner.zip

[Matthias K. (mklenk)]

Kann ich so einen Akku verwenden, oder sind da intern noch irgendwelche 
(evtl störende) Schaltungen drin?

 http://www.reichelt.de/MP3-Player-Smartphone-Akkus/AKKU-IPD-PHOTO/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=90642&GROUPID=4351&artnr=AKKU+IPD+PHOTO

Datenblatt gibts da leider keines bei Reichelt.

[Matthias K. (mklenk)]

Hat jetzt zwar ein bisschen gedauert, aber ich hab mal eine Schaltplan 
erstellt. Ich hab jetzt doch für den MAX1792 Entschieden (500mA version 
des MAX1793), weil der ADP2053 mir doch zu filigran ist.

Der Tiefentladeschutz fehlt noch. Was passiert mit dem LDO, wenn die 
Eingangsspannung zu klein (<3,3V) wird? Wird dann Uaus = Uein ?

Die Kondensatoren hab ich aus den Datenblättern entnommen.

Passt die Stromversorgung soweit?

[Matthias K. (mklenk)]

kann bitte jemand mal drüber schaun? der schaltplan sollte schon stimmen 
bevor ich mit dem Layout anfange

[Matthias K. (mklenk)]

Hab den Schaltplan nochmal überarbeitet/ergänzt:

Was das ganze Abschalt/Reset Thema angeht, hab ich mir folgendes 
gedacht:

Im Ladezustand wir werden AVR und BTM nicht benötigt. Der MAX1811 zieht 
den CHG Pin auf low und damit die Reset-Leitung des AVR, des BTM und des 
MAX1792.

Im Betriebszustand ist wir die Resetleitung von den Pullups auf High 
gehalten. Sinkt die Akkuspannung auf ein zu niedriges Niveau, zieht der 
MAX1792 den RST Pin auf low und schaltet somit AVR und BTM ab. Der 
MAX1792 selbst befindet sich dann im Standby und verbraucht nur minimal 
Strom. Über längere zeit kann man den Akku über einen Schalter 
abtrennen.

Das programmieren mit dem ISP hab ich mir so gedacht:

Man Trennt den Akku und legt an den Anschluss Die Versorgungsspannung 
und Masse des ISP. Die Resetleitung des ISP kann man über JP5 Pin 1 
anschließen und Die die 3 SPI Leitungen werden mit einem Speziellen USB 
Stecker angeschlossen, der keine 5V VCC Leitung hat.

Wenn ich die 3 Datenleitungen der USB Buchse an den AVR anschließe, 
bekomm ich dann Probleme, wenn ich einen normalen Stecker zum laden 
einstecke und das andere Ende an einen PC USB-Port? Nicht dass mein AVR 
deswegen kaputt geht. Dann bastle ich mir lieber noch einen zweiten 
Extrastecker oder schließe die SPI Leitungen auch über 
Stift/Buchsenleisten an.