Stromsparender drahtloser Schaltaktor

[Samuel A. (samuel_a)]

Hi zusammen,

ich bin kürzlich in die Mikocontrollerwelt eingestiegen und mein erstes 
Projekt ist ein drahtloser Schaltaktor. Das Breadboard ist bestückt mit 
einem nRF24L01+, einem ATMEGA328P, einer Li-Batterie (3V) und einem 
Relais.

Das ganze funktioniert grundsätzlich, aber nach Optimierung des 
Stromverbrauchs zieht die Schaltung noch insgesamt 15mA (kurzzeitig 35mA 
beim Ansteuern des Relais).

Was ich zur Optimierung bisher getan habe:
- Betrieb des Atmel auf 3.3V/128KHz
- Nutzung von Stromsparmodi des Atmel (SLEEP_MODE_PWR_DOWN)
- Nutzung von IRQs vom nRF24L01+
- Datenrate des nRF24L01+ auf 256K runter
- Abschaltung ungenutzter Module des Atmel (z.B. dem A/D-Wandler)
- Nutzung des internen Timers zum Relais-Loslassen. Kein Delay oder 
Polling.
- (Die ungenutzten Pins des Atmel habe ich noch nicht auf LOW 
konfiguriert, aber der Gewinn wird laut Tests <2mA sein)

Mein Zwischenfazit: Damit ist der Stromverbrauch deutlich zu hoch für 
Batteriebetrieb. Habt ihr noch andere Ideen um einen Schaltaktor 
effizienter zu machen? Gerne auch mit anderer Hardware...

-Sam

[Dietrich L. (dietrichl)]

- Hast Du auch ein bistabiles Relais genommen?
- Läuft der nRF24L01+ kontinuierlich? Je nach erforderlicher 
Reaktionszeit kann man ihn ja auch zeitweise abschalten.

Ansonsten: zeig doch mal den Schaltplan.

Gruß Dietrich

[Olaf (Gast)]

> Gerne auch mit anderer Hardware...

Schmeiss den Atmel in die Tonne und nimm einen nRF51822. Damit sind 
0.2mA möglich solange kein Relais angesteuert wird. Und das Relais 
ersetzt du dann auch noch durch etwas anderes.

Allerdings finde ich 15mA auch für einen Atmel etwas heftig. Da musst du 
noch etwas falsch machen.

Olaf

[Samuel A. (samuel_a)]

Das Relais ist bistabil. Da selten umgeschaltet wird, ist der Verbrauch 
des Relais nicht so wichtig.

Der nRF24L01 muss aber non-stop im Empfangsmodus bleiben, die 
entsprechenden Standby-Modi kann ich also nicht nutzen. Schaltskizze 
siehe Anhang. Die Klemmen links sind für den nRF24L01. Ist also 
insgesamt nicht viel. Der Atmel läuft mit dem internen Oszillator.

[Samuel A. (samuel_a)]

> Allerdings finde ich 15mA auch für einen Atmel etwas heftig. Da musst du
> noch etwas falsch machen.

Die 15mA sind für die gesamte Schaltung. Der Strom wird zu 95% vom 
nRF24L01+ verbraucht, da er permanent im Receive-Modus bleiben muss.

[Stefan F. (Gast)]

> aber der Gewinn wird laut Tests <2mA sein)

Meine Erfahrung sagt, dass das locker 10mA Unterschied machen kann.

> Die 15mA sind für die gesamte Schaltung. Der Strom wird zu 95% vom
> nRF24L01+ verbraucht, da er permanent im Receive-Modus bleiben muss.

Ja was willst du dann von uns? Du hast die Ursache ja schon erkannt.

Permanent empfangsbereit sein aber keinen Strom verbrauchen passt nicht 
zusammem. Empfänger, die ohne Stromversorgung auskommen, brauchen 
riesige Antennen und starke Sender. Das willst du wohl auch nicht.

Ein Lösungsansatz könnte sein, alle Schaltbefehle in eine Datenbank zu 
schreiben und die Aktoren pollen in regelmäßigen Abständen diese 
Datenbank. Dann braucht das Funkmodul des Aktors nur Zeitweise 
eingeschaltet werden. Umgekehrt muss dann die zentrale Datenbank immer 
erreichbar sein.