Hallo Zusammen, ich bin auf der Suche nach einer ultra-low voltage, micropower MCU. 8bit, 0.05MIPS ist schon ausreichend. Im Gegenzug wäre eine untere Betriebsspannung von ca. 1V interessant. Ein wiederbeschreibbarer Programmspeicher mit mindestens 500Bytes wäre ausreichend, dazu mindestens ein Dutzend Bytes RAM. Zuverlässige Verfügbarkeit in Einzelstückzahlen ist Pflicht. Bausteine die mir bisher aufgefallen sind (Liste in aufsteigender Eignung): * ATtiny43U 0,7V Versorgung, der Baustein hat einen internen Aufwärtswandler, der eine ganze Menge externer Bauteile benötigt. Zu energiehungrig für diese Anwendung. * STM8L101xx, 1,65V Versorgung bei deutlich höherem Betriebsstrom als MSP430L092 (<1mA@1MHz), integrierter Programmspeicher * MSP430L092, 0,9V Versorgung, allerdings ist ein externer SPI-EEPROM-Programmspeicher (z.B. 1,8V/2,5mA 25AA040 / M95512-DF) notwendig, dessen Lebenserhaltungssystem vom ROM-Loader angesteuert wird. Der SPI-Loadertakt ist <50kHz, evtl. lässt sich noch ein anderes EEPROM mit weniger Versorgungsspannung zu finden. Kennt jemand andere Kandidaten? Dankeschön, Marcus
Schau Dir auch mal den STM32F411 an. 1,7 Volt minimal, etwas 4 mA bei 16 MHz aktiv, 1.3 mA sleep, etwa 15 uA im Tiefschlaf mit RTC und Datenerhalt. Alles schon selbst auf einer Platine gesehen.
Uwe Bonnes schrieb: > Schau Dir auch mal den STM32F411 an. 1,7 Volt minimal, etwas 4 mA bei 16 > MHz aktiv, 1.3 mA sleep, etwa 15 uA im Tiefschlaf mit RTC und > Datenerhalt. Das ist ja absolut grausam. Bezüglich der Energieeffizienz keinerlei Chance im Vergleichsfeld. > Alles schon selbst auf einer Platine gesehen. Und was beweist das? Doch nur, daß da jemand wesentlich weniger sorgfältig bei der Wahl des µC vorgegangen ist oder daß bei dieser Platine maximale Energieeffizienz eben nicht das primäre Entscheidungskriterium war...
Mach dir eher Sorgen um den Rest. - Speisung. Effizienz. - Sensoren. Standby Verluste - Aktoren. Muessen die dauernd bestromt werden. Die CPU ist erst der Anfang einer langen Reise.
Uwe Bonnes schrieb: > Schau Dir auch mal den STM32F411 an. 1,7 Volt minimal, etwas 4 mA bei 16 > MHz aktiv, 1.3 mA sleep, etwa 15 uA im Tiefschlaf mit RTC und > Datenerhalt. Die F-Serie ist jetzt nicht gerade auf Sparsamkeit getrimmt, dass ist eigentlich das Gebiert der L-Serie: STM32 L1 series of ultra-low-power MCUs Ultra-low-power mode: 280 nA with backup registers (3 wakeup pins) Ultra-low-power mode + RTC: 900 nA with backup registers (3 wakeup pins) Low-power run mode: down to 9 μA Dynamic run mode: down to 177 μA/MHz http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295 STM32 L0 series of ultra-low-power MCUs Ultra-low-power mode + full RAM + low power timer: 440 nA (16 wakeup lines) Ultra-low-power mode + backup register: 250 nA (3 wakeup pins) Dynamic run mode: down to 87 μA/MHz http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1817
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Danke, speziell, an Irgendwen, für Deinen Input. Im Vorfeld hatte ich die STM32L1 angeschaut und zur Seite gelegt. Ich bin auf der Suche nach einer MCU, welche diese beiden Eigenschaften verbindet: -> ultra-low voltage -> extrem niedrige Versorgungsspannung -> micropower -> extrem kleine Leistung Beispiel: bei der CPU im Anhang passt zwar die Corespannung, allerdings ist die Leistungsaufnahme für diese Anwendung zu hoch. Die Messlatte ist die MSP430L092, die z.B. bei 1MHz 70µA aus 0,9V zieht. Das Problem ist der Bauteileaufwand und der Leistungspuls für die ersten paar 10er Millisekunden nach dem Einschalten, in denen ein externes SPI-EEPROM mit 1,8V/2,5mA über einen Aufwärtswandler mit geschätztem 25% Wirkungsgrad versorgt werden muss. Dieser Aufwärtswandler kann nach dem Booten ausgeschaltet werden, da die MCU Code aus dem eingebauten SRAM ausführt. Deswegen suche ich parallel auch Tipps für ein 25AA040 kompatibles EEPROM, das mit weniger Spannung auskommt. Die STM32L051 sieht schick aus, zumal ich STM32F0,1,4 regelmäßig einsetze. Bei 1MHz MSI Takt müssen 1,65V (besser 1,8V für Analogperipherie) und 0,5..1mA zur Verfügung stehen. Damit liegt der Leistungsbedarf zum Bootzeitpunkt unter dem einer MSP430L092 und einem 25AA040. Allerdings ist zusätzlich ein Aufwärtswandler nötig, wie in diesem Thread gesucht: * [Beitrag "Aufwärtswandler mit für sehr niedrige Eingangsspannung mit Eingangsspitzenstrombegrenzung"] Ich bin gespannt auf weitere Vorschläge, Marcus
AtTiny43U ab 0,7V, ATtiny12V, ATtiny28V ab 1,8V, die L-Typen laufen ab 2.7V, und Silabs hat C8051F90..93 die ab 0.9V per internen DC/DC-Wandler laufen, OKI ML610Q läuft ab 1.1V aber 0.5uA in Halt, Texas Instruments MSP430L092 von 0.9V bis 1.65V aber 3uA in Halt. Holtek: HT6xF0xM (int. DC/DC) Semtech: XE8801/02/05 selber Core wie die von EM Micro, AT32UC3 als imo bessere Alternative zu den STM32L.
Irgendwer schrieb: > Uwe Bonnes schrieb: >> Schau Dir auch mal den STM32F411 an. 1,7 Volt minimal, etwas 4 mA bei 16 >> MHz aktiv, 1.3 mA sleep, etwa 15 uA im Tiefschlaf mit RTC und >> Datenerhalt. > > Die F-Serie ist jetzt nicht gerade auf Sparsamkeit getrimmt, dass ist > eigentlich das Gebiert der L-Serie: > Hast Du die den F411 angeschaut? Natürlich ist der F411 auf Sparsamkeit getrimmt! Wenn Du rechnest, haengt der F411 die L Serie weit ab. Und 15 uA sind 100.000 Stunden beim Betrieb mit Mignon Zellen oder 10.000 Stunden mit einer CR2032.
Lothar/MaWin: die C8051F902 sieht interessant aus und ist Einzelstück bei Digikey verfügbar. [http://www.silabs.com/Support%20Documents/TechnicalDocs/C8051F91x-90x.pdf] Die Leistungsdaten im Betrieb sehen gut aus. Bleibt das Thema "StartUp-Verhalten": Meine Energiequelle ist hochohmig (wenige einzelne mA) und fährt langsam hoch (Rampe 0,5..1s von 0V..1V). Am internen DCDC würde per Design beim StartUp keine externe Last hängen. FRAGE: Hat jemand von Euch Erfahrung (Messungen, Doku?), ob der interne DCDC es schafft, die MCU hochzufahren, oder würde er sich aufhängen (Oszillatorstopp) und den maximalem Schaltstrom (Kap16.1 125mA) aus der Quelle zu ziehen, da die Kriterien aus 18.1 verletzt werden (Ramp-Time > 3ms)? Hinter der Frage steht das Verhalten von vielen Boost-Wandlern, wenn die Eingangsspannung bestimmte Kriterien (Anstiegszeit von 0..Vinmin) nicht erfüllt. Bei typischen Batterieanwendungen ist das kein so großes Problem. wenn der Systemstart durch das Einlegen einer frischen Batterie erfolgt. Muss aber z.B. ein tiefentladener SuperCap gefüllt werden, sind wir wieder bei meiner oben beschriebenen Frage, speziell wenn die Ladeschaltung weniger Strom abgeben kann, als der maximale Anlaufschaltstrom des Wandlers ist.
Freescale HCS08 (8-bit) oder Kinetis L(Cortex M0+) wären noch Kandidaten...
PIC16LF1508: 2uA typ. - 10uA max. bei 32Khz und 1.8V Marcus H. schrieb: > speziell wenn die > Ladeschaltung weniger Strom abgeben kann, als der maximale > Anlaufschaltstrom des Wandlers ist. Ich dachte das hätten wir mit dem TI Energie Harvesting IC in Deinem anderen Thread erledigt ? Marcus H. schrieb: > ob der interne > DCDC es schafft, die MCU hochzufahren, Schalte die MCU VCC einfach erst ein wenn der Vstor Cap genug Energie gespeichert hat. So sieht die MCU immer den steilen Spannungsanstieg und Du hast kein Startproblem.
@Michael: Ich denke, dass wir mit den beiden Threads geeignete Komponenten zusammengetragen haben. Nun geht es um die Optimierung - vor allem Bauraum, aber auch Kosten. Dein Zitat "Schalte die MCU VCC einfach erst ein wenn der Vstor Cap genug Energie gespeichert hat. So sieht die MCU immer den steilen Spannungsanstieg und Du hast kein Startproblem." bedeutet einen weiteren Schalter, der im Bereich 0..0,9V kein schädliches Verhalten zeigt, aber bei einer gewissen Schwelle sauber schaltet. Also eine (diskrete?) <1V BrownOut-Logik, welche die MCU Power sauber schaltet. Mit etwas Glück tuen es in diesem Fall zwei Transistoren und ein paar Widerstände. Ich sehe hier gerade drei Setups: 1) C8051F902 mit internem DCDC 2) STM32L051 mit BQ25570 3) MSP430L092 mit Boost-Schaltung und externem EEPROM 3 ist unempfindlich gegenüber der Versorgungsspannungsrampe, könnte aber ggf. die Quelle überlasten. Bei 2 kann die Quellenbelastung eingestellt werden, der Schaltungsaufwand ist aber maximal. 1 wäre die einfachste Schaltung. Die MCU würde aber, ohne zusätzliche Hilfsschaltung, außerhalb Ihrer Spec betrieben werden. Deswegen meine Frage nach konkreten Erfahrungswerten an MaWin(Gast) und Lothar(Gast). Wenn ich das so lese, könnte ich mir Variante 1 mit der o.g. BrownOut-Schaltung vorstellen. Müsste man glatt mal aufbauen und ausprobieren. Danke für die Denkanstöße, Marcus
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Ich nutze einen tiny25 mit 3V batterie, cr2032 seit 4 jahren. (custom fernbedienung) ist im powerdown und wird von externen events geweckt. hängt immer ein bisschen von der anwendung ab. die dinger werden mit langsamem takt und sinkender spannung sehr verbrauchsarm. gibts hinweise was du vorhast?
Marcus H. schrieb: > FRAGE: Hat jemand von Euch Erfahrung (Messungen, Doku?), ob der interne > DCDC es schafft, die MCU hochzufahren, oder würde er sich aufhängen > (Oszillatorstopp) und den maximalem Schaltstrom (Kap16.1 125mA) aus der > Quelle zu ziehen, da die Kriterien aus 18.1 verletzt werden (Ramp-Time > > 3ms)? Keine Erfajrung, aber wenn das Datenblatt das sagt, sollte man es einhalten, die Quelle muss auch genug Leistung bringen. Also erst loslaufen lassen, wenn Spannung hoch genug ist.
Ich frag mich ja immer wofuer man Controller mit <1.6Vcc einsetzt. Da gibt es doch kaum noch sinnvolle Peripherie. Ich denke fuer viele Sachen wird es sinnvoller sein alles mit 3.3V laufen zu lassen, aber halt die meiste Zeit im Tiefschlaf und nur kurz fuer ein paar ms einschalten wenn man was machen muss. Olaf
Die 1.6V muss ja nicht die einzig moegliche spannung sein. Wenn's nur drum geht, die Zeit zu ueberdauern, und definiert zu warten, sind 1.6V gut genung. Man kann ja per Signal die Speisung hochsetzen.
Olaf schrieb: > Ich frag mich ja immer wofuer man Controller mit <1.6Vcc einsetzt. Wenn man mit 1 Batteriezelle auskommen will. Peripherie kann man per abschaltbarem step up versorgen, der uC hingegen schaltet sich ungern selber ab, vor allem wenn er auf Ereignisse wie Zeit oder Tastendruck wartet. Allerdings sollte der uC Flüssigkristallgläser ansteuern können, und dazu braucht er dann interne Spannjngsaandler.
PSoC4: Low Power 1.71 to 5.5V Operation 150nA Hibernate Mode, 20nA Stop Mode http://www.cypress.com/psoc4/ CORTEX M0 (32 Bit CPU)
Der andere Diskussionsfaden ist übrigens hier, dort stehen auch Details zur Spannungsquelle: Beitrag "Aufwärtswandler mit für sehr niedrige Eingangsspannung mit Eingangsspitzenstrombegrenzung" @Marcus: Es wäre besser eine Aufgabe nicht auf zwei Diskussionsfäden aufzuteilen.
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Da möchte ich noch die PIC24F mit "Nano Watt" vorschlagen, die Ultra-Low-Power sehr gut können. Das ist quasi deren Kernkompetenz. Mit denen habe ich schon solche Projekte schon erfolgreich umgesetzt. Leider 1V8 Min. Stromaufnahmen: - 1µA mit RTCC und Watchdog - 2mA mit Low-Voltage deep Sleep inklusive RAM Ich hab damit z.B. 2.2µA im Deep Sleep für eine komplette Platine geschafft (RAM+RTCC+LDO+RFM12). Das war ein PIC24FJ126GC006 mit Retention deep sleep. Konkrete Vorschläge: Ein bastlerfreudlicher Allrounder mit RTCC, auch bei Reichelt erhältlich: PIC24FV16KA301 Praktisch für kleine Projekte und fürs Breadboard. Ein etwas komplexerer Typ mit sher vielen Ultra Low Power Features: PIC24FJ126GC006 der hat sehr viele ausgefeilte Stromsparfeatures wie Vbatt-Pin, Low-Voltage-Sleep und ähnliches. Tipp: Bei Microchip direkt bekommt man alle erhältlichen PICs auch als Privatmensch problemlos. Natürlich sind beide relativ groß für deine Anforderungen, aber es gibt kleinere. Außerdem hat die "Größe" keine Nachteile, Preis und Stromaufnahme sind bei beiden sehr gut.
Alexander Schmidt schrieb: > @Marcus: Es wäre besser eine Aufgabe nicht auf zwei Diskussionsfäden > aufzuteilen. Danke für den Hinweis. Leider scheint schon dieser Fred zu unübersichtlich zu werden. In meinen Posts versuche ich jedesmal das Thema "Suche ultra-low voltage, micropower MCU" wieder ihn Erinnerung zu bringen. Wem der Thread zu lang ist - der schaue bitte zumindest bitte kurz auf: - den Eingangspost * [Beitrag "Suche ultra-low voltage, micropower MCU"] - die erste Zusammenfassung * [Beitrag "Re: Suche ultra-low voltage, micropower MCU"] - die zweite Zusammenfassung * [Beitrag "Re: Suche ultra-low voltage, micropower MCU"] Der andere Fred wohnt in der Analogabteilung, weil es hier um Aufwärtswandler und deren Schwächen unter extremen Einsatzbedingungen geht.
MaWin schrieb: >Allerdings sollte der uC Flüssigkristallgläser ansteuern können, > und dazu braucht er dann interne Spannjngsaandler. LCD ist KEINE der Forderungen aus dem Eingangspost. Allerdings haben im LowPower-Bereich viele MCUs Treiber für Flüssigkristalle eingebaut.
Marcus H. schrieb: > MaWin schrieb: >>Allerdings sollte der uC Flüssigkristallgläser ansteuern können, >> und dazu braucht er dann interne Spannjngsaandler. > LCD ist KEINE der Forderungen aus dem Eingangspost. > Allerdings haben im LowPower-Bereich viele MCUs Treiber für > Flüssigkristalle eingebaut. In dem Fall ist der PIC24FJ126GC006 recht praktisch, da ist ein Modul für LCD mit drin.
Muss es 8-Bit sein? sonst fiele mir der efm32 oder ein ähnlicher chip wie von silabs ein. die sind auf brutalste Energieeffizienz getrimmt.
Vielleicht passt ja auch eine MCU aus der ML610400-Reihe von Lapis Semi ins Konzept?
Ursus schrieb: > Vielleicht passt ja auch eine MCU aus der ML610400-Reihe von Lapis Semi > ins Konzept? Vielen Dank für den Tipp. Ich habe mal kurz die Seite angeschaut. Die Teile sind recht low-power: ML610400P Reihe (Marketing Spec): 1,1V..3,6V 0,15uA STOP 5uA @ 32kHz 0,8mA @ 4MHz Die 8bit MCUs sind etwas exotisch und teuer in kleinen Stückzahlen. Kleinstes Gehäuse ist TQFP48 beim ML610Q482P. Wenn Du Herstellerwerkzeuge das halten, was die Website verspricht -> nicht uninteressant. http://www.lapis-semi.com/en/semicon/miconlp/lp-mcu.html
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EM (1mA@15mhz sleep 200nA) oder silabs sind auch Kandidaten für 0.9v
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