Hallo zusammen,
ich bastele gerade an einem Spielzeug mit APA102-gesteuerten
LED-Stripes. Als Mikrokontroller kommt ein Teensy-LC zum Einsatz.
Das ganze soll für den Batteriebetrieb ausgelegt sein, also im
"ausgeschalteten" (also Standby-) Modus möglichst wenig Strom
verbrauchen. Deshalb wird die gesamte Schaltung mit 3.7V (bis zu 4.2V)
einer LiIon-Zelle versorgt. Der uC hat einen integrierten
Spannungsregler und arbeitet mit 3.3V.
Mein Problem ist, dass die LEDs im ausgeschalteten Zustand locker 15 mA
verbraten, was für den vorgesehenen Zweck eindeutig zu viel ist. Jetzt
habe ich mir überlegt denen den Strom einfach abzuklemmen, wenn das
Gerät im Standby ist. Dafür habe ich o.g. N-MOSFET (IRLIZ44N) zwischen
Masse der LEDs und der Masse der Batterie. Was ich nicht bedacht hatte,
war, dass die LEDs durch die Datenleitungen ja auch noch mit der Masse
verbunden sind.
Wenn das MOSFET sperrt, fließt also trotzdem noch Strom ab, was sich
durch einen Verbrauch von 50 mA und ein unartikuliertes Flackern
diverser LEDs äußert. Ich habe auch versucht, die Ports vom uC a) zu
deaktivieren und alternativ b) auf HIGH zu schalten, damit hier eben
keine Masse mehr anliegt. Leider scheint die Differenz zw. 3.8V und 3.3V
auszureichen, um die LEDs immernoch flackern zu lassen.
Gibt es irgendeine Möglichkeit, aus diesem Dilemma mit den vorhandenen
oder anderen Allerweltsbauteilen zu entkommen?
Alternativ, würde eine High-Side Schaltung mit einem entsprechenden
P-MOSFET funktionieren, um den LEDs den Strom zu klauen? Würde ich hier
nicht wegen der Potentialdifferenz (3.3V am Gate, 3.7V an Source)
ebenfalls Probleme bekommen? P-MOSFETS müsste ich erst noch bestellen,
deshalb wüsste ich gern vorher, ob das auch klappt :-)
Liebe Grüße,
Jax
LordJaxom schrieb:> zwischen Masse der LEDs und der Masse der Batterie.
Es ist im Allgemeinen eine überaus schlechte Idee, die Masse
abzutrennen. Denn alle Daten im Datenblatt beziehen sich auf die Masse.
Und die hängt jetzt plötzlich irgendwo in der Luft. Als Konsequenz
werden gleich mal einige Grenzwerte aus dem Datenblattabschnitt
"ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS" verletzt. Das hat zur Folge, dass der
Hersteller die zuverlässige Funktion auch nach Wiederherstellen einer
vernünftigen Masse NICHT MEHR GARANTIERT.
Ergo: korrigiere deinen Fehler, indem du einen HighSide-Sachelter
einbaust. Das ist der einzige sinnvolle und zuverlässige Weg. Es ist
hart, aber es ist einfach so... ;-)
LordJaxom schrieb:> Würde ich hier nicht wegen der Potentialdifferenz (3.3V am Gate, 3.7V> an Source) ebenfalls Probleme bekommen?
1. Mit 0,4V leitet noch kein Mosfet.
2. Du kannst einfach noch eine Diode in die Gateleitung mit reinhängen,
dann hast du "praktisch" 4V am Gate.
3. ein zusätzlicher Transistor/Mosfet würde da jeden Zweifel
ausräumen...
Lustig, das habe ich gestern morgen auch praktisch lernen können, dass
GND mit N-FET schalten bei einem Sensor mit Datenleitung nicht klappt.
P-FET alleine klappt auch nicht, da ich mit 3,3V-GPIO 5V schalte - also
einfach einen N-FET nehmen, der seinerseits den P-FET schaltet. Durch
den Gate-Source-Widerstand kann der dann auch abschalten.
Das IC wird durch die Internen ESD-Schutzdioden der Datenleitungen
weiterversorgt. Du solltest also dafür sorgen, diese auf GND zu
schalten. Ansonsten spricht nichts gegen eine GND-seitige Abschaltung,
wenn du danach neu initialisierst.
Hast Du mal gemessen, was der APA102 bei Helligkeit 0 selber verbraucht?
Vielleicht reicht das und Du must nix abschalten.
Das "Datenblatt" des APA102 kann man jedenfalls in der Pfeife rauchen,
da stehen keinerlei Angaben drin. Die sollten sich schämen, sowas ein
Datenblatt zu nennen.
batterie schrieb:> Das IC wird durch die Internen ESD-Schutzdioden der Datenleitungen> weiterversorgt. Du solltest also dafür sorgen, diese auf GND zu> schalten
Nö: Wenn er GND abklemmt müssten die Datenleitungen auf HIGH Pegel
liegen, sonst fliesst via Diode ein Strom.
Erstmal Danke für die vielen Antworten, werde es erstmal mit P-Channel
(alternativ N und P) versuchen.
Peter D. schrieb:> Hast Du mal gemessen, was der APA102 bei Helligkeit 0 selber verbraucht?> Vielleicht reicht das und Du must nix abschalten.
Ja habe ich, deshalb der ganze Aufriss :-D die Schaltung selbst
verbraucht im Standby 2 mA, im Deep Sleep sogar noch weniger (ausserhalb
der Skala meines Multimeters), und mit den APA102 auf Helligkeit 0
verbraucht das Ganze immerhin 15-20 mA.
Jim Meba schrieb:
> Nö: Wenn er GND abklemmt müssten die Datenleitungen auf HIGH Pegel> liegen, sonst fliesst via Diode ein Strom.
Habe ich auch versucht, jedoch scheint die Differenz zwischen den 3.3V
Datenpegel und den 4.2V Versorgungsspannung (wenn die Batterie voll
geladen ist) auszureichen, dass der APA102 "irgendwelchen Mist" macht.
Grüße,
der Jax
LordJaxom schrieb:> Habe ich auch versucht, jedoch scheint die Differenz zwischen den 3.3V> Datenpegel und den 4.2V Versorgungsspannung (wenn die Batterie voll> geladen ist) auszureichen, dass der APA102 "irgendwelchen Mist" macht.
Als dirty hack kann man die Datenpins auch tri-state schalten.
n-mosfet.png
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