Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik AVR und Power Down Mode


von Klaus (Gast)


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Hallo,

ich habe hier eine Schaltung mit ATmega88, gespeist von einer 9V Block 
Batterie und einem LP2950:
http://www.reichelt.de/LP-2950-ACZ5-0/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=39474&artnr=LP+2950+ACZ5%2C0&SEARCH=LP2950

Die Schaltung braucht im Power Down Mode 250 uA. Im normalen 
Betriebsmodus und 'voller Beleuchtung' dann 13 mA.

Das kommt mir etwas viel vor. Vom Spannungsregler her kann das ja kaum 
kommen, oder? Aber sonst hängt an der Schaltung nichts dran, außer ein 
paar LEDs, und die sind aus.

Das ganze ist nach diesem Artikel aufgebaut:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Sleep_Mode#Aufwachen_per_Tastendruck

Woran kann das liegen?

Danke und Gruß, Klaus

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Klaus schrieb:
> Vom Spannungsregler her kann das ja kaum kommen, oder?

Naja, wirklich sparsam ist das Teil ja nun nicht gerade, 120 µA
typisch bei geringer Last.  Da gäbe es bessere.

Erklärt natürlich trotzdem die 250 µA nicht.

Brauchst du die 9 V für irgendwas, oder warum nimmst du nicht einfach
4 x LR03 und betreibst die Schaltung direkt damit?

von Rudolph (Gast)


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Also der LP2950 ist schon mal nicht die beste Wahl dafür, der braucht 
schon 75µA einfach so.
Zum Beispiel kommt ein LM2936 mit 15µA aus, das geht aber noch besser.

Und man kann den Controller auch ganz abschalten mit einem 
entsprechenden Spannungs-Regler.

Dann sind das 5V, dabei ist auch im Power-Down der Verbrauch ein 
vielfaches höher als die auf der ersten Seite im Datenblatt angegebenen 
0,1µA für 1,8V.

Mit einem LM2936 und einem Mega88PA bin ich mal auf 0,6 mA runter 
gekommen, allerdings aktiv bei 1 MHz Takt oder so und mit Idle.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Probier mal den TPS709xx, der hat 1µA Ruhestrom. Ansonsten achte auf 
ausgeschalteten Watchdog und Brownout, abgeschaltete Referenz und 
abgeschalteten AC und ADC. Sorge dafür, dass die Portpins nicht bei 
VCC/2 floaten.

von Peter II (Gast)


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Klaus schrieb:
> Das kommt mir etwas viel vor.

was kommt dir viel vor? die 250uA oder 13mA?

13mA mit mehre LEDs ('voller Beleuchtung') ist doch sogar recht wenig.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Jörg W. schrieb:
> warum nimmst du nicht einfach 4 x LR03 und betreibst die Schaltung
> direkt damit?

Sorry, 3 x LR03 meinte ich natürlich.  Bei frischen Zellen etwa 5 V,
bei entladenen Zellen etwa 3 V, passt prima auf den Vcc-Bereich eines
AVRs.

von Duke Scarring (Gast)


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Klaus schrieb:
> Die Schaltung braucht im Power Down Mode 250 uA.
Ist etwa der Brownout-Detektor aktiviert?
Ist der ADC schon im Sleep-Mode?

Duke

von Klaus (Gast)


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Erstmal Danke für die Antworten.

Es hängt natürlich schon ein wenig mehr dran, als nur ein paar LEDs.
Und zwar ein 12V Relais. Das lässt sich mit 9V/8V noch schalten. 
Insofern die Block Batterie.

Beim Test war das Teil allerdings icht angeschlossen. Was aber auch egal 
wäre, da es sowieso über einen Transistor geschaltet wird.

Das mit dem DC-DC-Wandler anstelle des Linearreglers ist aber ein gute 
Idee, die ich gerne aufgreife. Ausserdem überlege ich, was auch 
vorgeschlagen wurde, gar keinen Regler zu verwenden und evtl. noch eine 
zweite Batterie (dann 1.5V) dazuzunehmen. Aber ob das dann für den uC 
reicht?

Klaus

von Klaus (Gast)


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Duke Scarring schrieb:
> Ist etwa der Brownout-Detektor aktiviert?
> Ist der ADC schon im Sleep-Mode?

Kurzer Nachtrag: Wenn ich in den SLEEP_MODE gehe (ich nutze die wdt.h), 
dann geh ich davon aus, dass das dann auch der SLEEP_MODE ist. Also 
alles abgeschaltet, was zum Modus dazugehört.

Aber ich schau mir da nochmal an.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Klaus schrieb:

> Und zwar ein 12V Relais. Das lässt sich mit 9V/8V noch schalten.

Auch noch, wenn die Batterie bis Entladeschlussspannung (5,5 … 6 V)
entladen ist?

> evtl. noch eine
> zweite Batterie (dann 1.5V) dazuzunehmen. Aber ob das dann für den uC
> reicht?

Nein, 1,8 V brauchen sie schon.  Das entspricht zwei Zellen in Reihe.

Klaus schrieb:
> dann geh ich davon aus,

Du kannst ja davon ausgehen, wie du willst, aber dafür wird sich der
Controller nicht groß interessieren.  Der tut das, was im Datenblatt
beschrieben ist, und die dir genannten Tips waren schon sinnvoll.

“sleep” bedeutet aus Sicht des Controllers erstmal nur, welche Takte
abgeschaltet werden, um den dynamischen Stromverbrauch (beim Umschalten
der Gatter) zu reduzieren.  Um den statischen Stromverbrauch und
solch profane Dinge wie flatternede Eingänge musst du dich schon selbst
kümmern.

von Lurchi (Gast)


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Für den Verbrauch im aktiven Mode ist der Takt wichtig - den kann man 
oft niedriger wählen. Wenn man es nicht unbedingt braucht (etwas für den 
ADC oder Interface zu anderen 5 V Schtalungsteilen) sollte man den µC 
eher mit wenig Spannung laufen lassen, also etwa 2 Zellen a 1,5 V (2.4 - 
3.2 V je Ladezustand). Wenn ein Regler dann eher auf 3.3 V und 
sparsamer, wie etwa
 MCP1702.

Der Stromverbrauch geht etwa proportional zur Spannung.

von Moritz A. (moritz_a)


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Lurchi schrieb:
> Für den Verbrauch im aktiven Mode ist der Takt wichtig - den kann man
> oft niedriger wählen. Wenn man es nicht unbedingt braucht (etwas für den
> ADC oder Interface zu anderen 5 V Schtalungsteilen) sollte man den µC
> eher mit wenig Spannung laufen lassen, also etwa 2 Zellen a 1,5 V (2.4 -
> 3.2 V je Ladezustand). Wenn ein Regler dann eher auf 3.3 V und
> sparsamer, wie etwa
>  MCP1702.

Dass die Variante mit MCP1702 dazwischen anstatt direkt an 5V sparsamer 
ist, kann ich aus eigener Erfahrung bestätigen, zumindest wenn nicht 
primär geschlafen wird.

Ein Senken des Taktes hingegen muss nicht sinnvoll sein, wenn die 
Applikation einen Großteil in "tieferen" Sleeps verbringen kann. Je 
schneller er läuft, destso schneller kann er auch wieder schlafen.

von Paul B. (paul_baumann)


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Klaus schrieb:
> dann geh ich davon aus...

Der Kontroller geht davon auch aus. Fast ganz.
;-)
MfG Paul

von Klaus (Gast)


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Jörg W. schrieb:
> Klaus schrieb:
>
>> Und zwar ein 12V Relais. Das lässt sich mit 9V/8V noch schalten.
>
> Auch noch, wenn die Batterie bis Entladeschlussspannung (5,5 … 6 V)
> entladen ist?

Nein, dann nicht mehr. Aber ich überwache die Spannung und kann dann 
entsprechende Maßnahmen einleiten.

Jörg W. schrieb:
>> evtl. noch eine
>> zweite Batterie (dann 1.5V) dazuzunehmen. Aber ob das dann für den uC
>> reicht?
>
> Nein, 1,8 V brauchen sie schon.  Das entspricht zwei Zellen in Reihe.

Das hab ich auch gesehen, dass die üblichen verdächtigen Controller 1.8V 
benötigen. Ich dachte es gibt auch noch was anderes.

Jörg W. schrieb:
> Klaus schrieb:
>> dann geh ich davon aus,
>
> Du kannst ja davon ausgehen, wie du willst, aber dafür wird sich der
> Controller nicht groß interessieren.  Der tut das, was im Datenblatt
> beschrieben ist, und die dir genannten Tips waren schon sinnvoll.

Paul B. schrieb:
> Klaus schrieb:
>> dann geh ich davon aus...
>
> Der Kontroller geht davon auch aus. Fast ganz.
> ;-)
> MfG Paul

Das bezieht sich wohl auf meine Anmerkung mit dem SLEEP_MODE. Ich muss 
mich da korrigieren:

Ich meinte nicht allgemein den SLEEP_MODE, sondern im speziellen den 
POWER_DOWN_MODE.

Und da kann ich doch hoffentlich davon ausgehen, dass danach nur noch 
die externen Interrupts, ein TWI Ereignis und der WDT aktiv sind. So 
stehts jedenfalls im Datenblatt.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Klaus schrieb:
> Und da kann ich doch hoffentlich davon ausgehen

Nein.  Du hast den Sleep-Mode immer noch nicht verstanden.

Der kümmert sich nur um Taktsignal-Ketten.  Um alles, was statischen
Stromverbrauch betrifft (Bandgap noch eingeschaltet, Pin flattert, weil
es auf Eingang steht und floatet, Pin lässt Strom abfließen, weil es
auf high steht und noch etwas angeschlossen ist, was nun versehentlich
darüber mit Spannung versorgt wird, etc. pp.) musst du dich selbst
kümmern.

> Das hab ich auch gesehen, dass die üblichen verdächtigen Controller 1.8V
> benötigen. Ich dachte es gibt auch noch was anderes.

Ja, aber keine Flash-Controller.  Billige Chinaspielzeuge werden dafür
vermutlich Masken-ROM-Controller benutzen.  Die CPU selbst bekommt man
in der Spannung problemlos weiter runter, den Flash dagegen eher nicht.

von Moritz A. (moritz_a)


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Klaus schrieb:
> Und da kann ich doch hoffentlich davon ausgehen, dass danach nur noch
> die externen Interrupts, ein TWI Ereignis und der WDT aktiv sind. So
> stehts jedenfalls im Datenblatt.

Und wieso beginnt dann "10.10 Minimizing Power Consumption" mit dem 
folgenden Satz:

In general, sleep modes should be used as much as possible, and the 
sleep mode should be selected
so that as few as possible of the device’s functions are operating. All 
functions not needed should be disabled.
In particular, the following modules may need special consideration when 
trying to achieve the lowest possible
power consumption.

von Paul B. (paul_baumann)


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Moritz A. schrieb:
> Und wieso beginnt dann "10.10 Minimizing Power Consumption" mit dem
> folgenden Satz:

Woher soll er das wissen? Schließlich hat er das Datenblatt nicht 
verfasst.

MfG Paul

von Klaus (Gast)


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Jörg W. schrieb:
> Klaus schrieb:
>> Und da kann ich doch hoffentlich davon ausgehen
>
> Nein.  Du hast den Sleep-Mode immer noch nicht verstanden.
>
> Der kümmert sich nur um Taktsignal-Ketten.  Um alles, was statischen
> Stromverbrauch betrifft (Bandgap noch eingeschaltet, Pin flattert, weil
> es auf Eingang steht und floatet, Pin lässt Strom abfließen, weil es
> auf high steht und noch etwas angeschlossen ist, was nun versehentlich
> darüber mit Spannung versorgt wird, etc. pp.) musst du dich selbst
> kümmern.

Moritz A. schrieb:
> Und wieso beginnt dann "10.10 Minimizing Power Consumption" mit dem
> folgenden Satz:

Ja, offensichtlich habe ich das nicht verstanden (und auch nicht bis zum 
Ende gelesen). Jetzt aber schon, Danke!

Paul B. schrieb:
> Moritz A. schrieb:
>> Und wieso beginnt dann "10.10 Minimizing Power Consumption" mit dem
>> folgenden Satz:
>
> Woher soll er das wissen? Schließlich hat er das Datenblatt nicht
> verfasst.
>
> MfG Paul

Ich habe das Datenblatt tatsächlich nicht verfasst. Danke für den 
Hinweis.

Jörg W. schrieb:
> Nein, 1,8 V brauchen sie schon.  Das entspricht zwei Zellen in Reihe.

Lurchi schrieb:
> Wenn man es nicht unbedingt braucht (etwas für den
> ADC oder Interface zu anderen 5 V Schtalungsteilen) sollte man den µC
> eher mit wenig Spannung laufen lassen, also etwa 2 Zellen a 1,5 V (2.4 -
> 3.2 V je Ladezustand).

So wie es aussieht, werde ich die Vorschläge aufgreifen und meinem 
Controller noch zwei AA Batterien spendieren und auf einen 
Spannungsregler verzichten.

Duke Scarring schrieb:
> Ist der ADC schon im Sleep-Mode?

Jörg W. schrieb:
> Um alles, was statischen
> Stromverbrauch betrifft (Bandgap noch eingeschaltet, Pin flattert, weil
> es auf Eingang steht und floatet, Pin lässt Strom abfließen, weil es
> auf high steht und noch etwas angeschlossen ist, was nun versehentlich
> darüber mit Spannung versorgt wird, etc. pp.) musst du dich selbst
> kümmern.

Und auch um die Peripherie werde ich mich noch selbst kümmern.

Danke an alle, die sich hier beteiligt haben.

Gruß Klaus

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Wenn du uns dein Design vorstellen magst, können wir dir sicher auch
noch konkrete Hinweise geben.

von Klaus (Gast)


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Jörg W. schrieb:
> Wenn du uns dein Design vorstellen magst, können wir dir sicher auch
> noch konkrete Hinweise geben.

Die Anwendung hat einen Taster und ein paar LEDs, sowie das Relais. Über 
den Taster kann ein Intervall von ein bis mehreren Tagen eingestellt 
werden, was durch die LEDs angezeigt wird.

Der Controller schaltet dann das Relais im eingestellten Intervall für 
20 Sekunden ein und legt sich dann wieder schlafen.

Kann ich eigentlich das Minus-Potential der 9V Block und der AA 
Batterien problemlos zusammenschalten?

Gruß Klaus

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Klaus schrieb:
> Kann ich eigentlich das Minus-Potential der 9V Block und der AA
> Batterien problemlos zusammenschalten?

Ja.

Wichtig ist es ansonsten, dass du unbenutzte Pins alle auf ein
definiertes Potenzial ziehst.  Am besten, du schaltest sie auf
Ausgang und setzt sie auf low.  Alternative ist Eingang mit Pullup,
aber das riskiert immer noch, dass da schnell mal ein paar µA an
Kriechstrom „wegdiffundieren“.

von Falk B. (falk)


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@Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite

>Ausgang und setzt sie auf low.  Alternative ist Eingang mit Pullup,
>aber das riskiert immer noch, dass da schnell mal ein paar µA an
>Kriechstrom „wegdiffundieren“.

Wo sollte denn der Kriechstrom hindiffundieren?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Falk B. schrieb:
> Wo sollte denn der Kriechstrom hindiffundieren?

In andere Massebereiche.  Leicht hygroskopische Flussmittelreste
können da schon einiges beisteuern.

von S. Landolt (Gast)


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> schnell mal ein paar µA an Kriechstrom „wegdiffundieren“.

Nehmen wir die AA-Batterie mit 1.2 Ah an, den "Diffusionsstrom" mit 10 
uA: 13.5 a.

von S. Landolt (Gast)


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Da hab' ich doch glatt Mignon mit Micro verwechselt: also das Ganze mal 
zwei.

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