Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Arduino pro mini 5V und 74HC4051 Stromverbrauch?


von Bernd B. (gorkde)


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Hallo,

ich werde aus dem Datenblatt nicht schlau.

Wieviel Strom zieht ein 74HC4051 maximal?

Ich will 2 am ProMini betreiben, der hat max 150mA auf 5V und ich will 
mit dem 74HC4051 zum Messen zwischen Feuchtigkeitssensoren hin und her 
schalten (2 Nägel in der Erde).

von Olaf (Gast)


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> Wieviel Strom zieht ein 74HC4051 maximal?

Das haengt ueberwiegend von der Geschwindigkeit ab mit der du schaltest. 
In deinem Falle also so gut wie nichts.

Olaf

von Bernd B. (gorkde)


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Tolle Aussage so gut wie nichts...

Wieviel Ruhestrom zieht das Ding denn und wieviel etwa beim Schalten?

Wenn ich das richtig interpretiert habe Ruhestrom 50mA max und ein paar 
yA fürs Schalren richtig?

Aber  2x 50mA + Strom für den Sensor etc.  bringt den Arduino an seine 
Grenzen.

von (prx) A. K. (prx)


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Ahdhdj D. schrieb:
> Wieviel Ruhestrom zieht das Ding denn

Vernachlässigbar: Leckstrom von Transistoren. max Mikroamperes.

> und wieviel etwa beim Schalten?

Vernachlässigbar: Tippe auf 1-2stellige Milliampere für ein paar 
Nanosekunden.

Ergo: So gut wie nichts.

: Bearbeitet durch User
von Bernd B. (gorkde)


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A. K. schrieb:
> Ahdhdj D. schrieb:
>> Wieviel Ruhestrom zieht das Ding denn
>
> Leckstrom von Transistoren. Mikroamperes, oder darunter.
>
>> und wieviel etwa beim Schalten?
>
> Für ein paar Nanosekunden grob gepeilt 1-2stellige Milliampere.

Im Datenblatt steht für Icc max. 50mA, ist das nicht der maximale 
Ruhestrom?

Wie gesagt ich werde nicht draus schlau und will nicht erst ne Platine 
ätzen um festzustellen, dass dich noch ein Spannungsregler drauf hätte 
müssen, daher wäre es mir lieb, wenn mir das jemand erklären kann, 
schätzen ist mir zu unsicher.

von (prx) A. K. (prx)


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Ahdhdj D. schrieb:
> Im Datenblatt steht für Icc max. 50mA, ist das nicht der maximale
> Ruhestrom?

Das ist der maximal zulässige Strom, der reinfliessen darf ohne dass das 
IC kaputt geht.

> schätzen ist mir zu unsicher.

Mal gespannt ob sich jemand meldet, der sowas mal gemessen hat. Macht 
nämlich so gut wie niemand. Weil so gut wie kein Strom fliesst.

Im Klartext: Du schiebst hier eine völlig unnötige Panik. Dein 
Strom-Messgerät wird keinen Unterschied zwischen vorher und nachher 
feststellen können.

: Bearbeitet durch User
von Bernd B. (gorkde)


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A. K. schrieb:
> Im Klartext: Du schiebst hier eine völlig unnötige Panik. Dein
> Strom-Messgerät wird keinen Unterschied zwischen vorher und nachher
> feststellen können.

Ok, dann brauche ich ja zum Glück keinen weiteren Spannungsregler. Aber 
sollte der Ruhestrom nicht im Datenblatt stehen?

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

es wird wohl keiner gemesen haben, das Datenblatt spricht von 80-140µA 
bei Vsignal 2,1V an einem Eingang und 5V Betriebsspannung des 4051 und 
alle anderen Eingänge an GND oder Vcc.

Gruß aus Berlin
Michael

von Schlauer Datenblattforscher (Gast)


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von (prx) A. K. (prx)


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Ahdhdj D. schrieb:
> Ok, dann brauche ich ja zum Glück keinen weiteren Spannungsregler. Aber
> sollte der Ruhestrom nicht im Datenblatt stehen?

Tut es in diesem Fall sogar. Unter Icc beispielsweise auf Seite 10. 
Rahmenbedingungen beachten, bei 85°C steht 10x so viel drin wie bei 
25°C, und in beiden Fällen wird der Wert in der Praxis weit darunter 
liegen.

http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74HC_HCT4051.pdf

von (prx) A. K. (prx)


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Schlauer Datenblattforscher schrieb:
> Ganz Schlaue lesen auch das richtige Datenblatt

Wobei die Situation bei Analogmuxern mit doppelter Stromversorgung nicht 
zwingend dem Familienstandard entsprechen muss.

von (prx) A. K. (prx)


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Michael U. schrieb:
> es wird wohl keiner gemesen haben, das Datenblatt spricht von 80-140µA
> bei Vsignal 2,1V an einem Eingang

Diese 2,1V treten freilich nur auf, wenn man Steuerpins offen lässt oder 
falsch ansteuert. Hängt da ein Arduino-Ausgang dran, dann gibts statisch 
betrachtet nur 0V oder 5V.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Schlauer Datenblattforscher schrieb:
> Ahdhdj D. schrieb:
>> ich werde aus dem Datenblatt nicht schlau.
>
> Ganz Schlaue lesen auch das richtige Datenblatt
>
> 
http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjh4JTf_OvMAhUG8RQKHb9xAvQQFggsMAE&url=http%3A%2F%2Fwww.nxp.com%2Fdocuments%2Fuser_manual%2FHCT_USER_GUIDE.pdf&usg=AFQjCNFBV7sM2HuirG4GqOkk-faZo61N9g

kann und sollte man machen.
Aber ganz allgemein:
Der Ruhestrom der 4000er CMOS-Serie besteht nur aus den Restströmen der 
komplemetären MOSFets und Substartdioden usw.
Statisch also irgendwo bei µA.
Strom wird im Umschaltmoment benötigt, weil kurzzeitig beide MOSFets der 
Gatter leiten. Deshalb hängt der tatsächliche Stromverbrauch direkt von 
der Schalthäufigkeit ab. Ein Zähler, der mit 10MHz zählt, verbraucht 
dann durchaus einige mA.

Ausnahmen bestätigen hier die Regel, weil es nach den Ur-4000er etliche 
Weiterentwicklungen und Abkömmlinge gab, die sich anders verhalten 
können.
Auf die "echte" 4000er Reihe trifft aber obiges zu und er 4051 gehört 
dazu.

Gruß aus Berlin
Michael

von (prx) A. K. (prx)


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Michael U. schrieb:
> Auf die "echte" 4000er Reihe trifft aber obiges zu und er 4051 gehört
> dazu.

Nö, weil es hier ausdrücklich um 74HC geht, nicht um (CD)4000.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

A. K. schrieb:
> Michael U. schrieb:
>> es wird wohl keiner gemesen haben, das Datenblatt spricht von 80-140µA
>> bei Vsignal 2,1V an einem Eingang
>
> Diese 2,1V treten freilich nur auf, wenn man Steuerpins offen lässt oder
> falsch ansteuert. Hängt da ein Arduino-Ausgang dran, dann gibts statisch
> betrachtet nur 0V oder 5V.

er will doch irgendwelche Analogsignale seiner feuchten Nägel schalten.

Gruß aus Berlin
Michael

von Michael U. (amiga)


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A. K. schrieb:
> Michael U. schrieb:
>> Auf die "echte" 4000er Reihe trifft aber obiges zu und er 4051 gehört
>> dazu.
>
> Nö, weil es hier ausdrücklich um 74HC geht, nicht um (CD)4000.

oh, wer lesen kann...
Habe ich übersehen, müßte ich jetzt glatt erst nachschauen.

Gruß aus Berlin
Michael

von (prx) A. K. (prx)


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Michael U. schrieb:
> er will doch irgendwelche Analogsignale seiner feuchten Nägel schalten.

Die 2,1V beziehen sich auf die Logiksignale zur Steuerung der Muxer. Bei 
Logiksignalen auf Halbmast sind in CMOS-Technik beide Transistoren 
teilweise offen und es fliesst Querstrom. Das sind aber die 
Umschaltausgänge des Ardiuno, und damit entweder GND oder VCC, ausser im 
Umschaltmoment.

Das Transmission-Gate mit dem Nagel dran darf man sich ungefähr wie 
einen Relaiskontakt vorstellen. Das hat keinen messbaren Ruhestrom. 
Spannungsabhängig ist da nur der Innenwiderstand.

: Bearbeitet durch User
von Michael U. (amiga)


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Hallo,

ok. ist nicht die richtige Uhrzeit für mich um die Tavellen und 
Diagramme zu sortieren. ;-)

Du hast in beiden Punkten recht.

Gruß aus Berlin
Michael

von limi (Gast)


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Hallo Ahdhdj Dhcjebh

Die meisten Datenblätter enthalten
- die maximalen Grenzwerte (Limiting Values)
  Hier stehen die Werte bevor der Baustein zerstört wird
  die 50mA dürfte der Grenze entsprechen, bevor der Bonddraht schmilzt.

- und die charakteristischen Werte bei den empfohlenen Betriebswerten
  (Recommended operating conditions)
  Hier stehen die üblichen Verbrauchswerte oftmals bezogen auf eine
  bestimmte Temperatur. Im Beispieldatenblatt haben wir Glück und es
  sind Temperaturbereiche angegeben.
  Icc = 0.160uA @ 125°C und 5.5V Single Supply
  Leckströme der Eingänge
  ==> rechnen wir mit Ruhestrom 0.2mA pro Baustein.

http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74HC_HCT4051.pdf
Danke an A. K. (prx)

Gruss Limi

von Bernd B. (gorkde)


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limi schrieb:
> Hallo Ahdhdj Dhcjebh
>
> Die meisten Datenblätter enthalten
> - die maximalen Grenzwerte (Limiting Values)
>   Hier stehen die Werte bevor der Baustein zerstört wird
>   die 50mA dürfte der Grenze entsprechen, bevor der Bonddraht schmilzt.
>
> - und die charakteristischen Werte bei den empfohlenen Betriebswerten
>   (Recommended operating conditions)
>   Hier stehen die üblichen Verbrauchswerte oftmals bezogen auf eine
>   bestimmte Temperatur. Im Beispieldatenblatt haben wir Glück und es
>   sind Temperaturbereiche angegeben.
>   Icc = 0.160uA @ 125°C und 5.5V Single Supply
>   Leckströme der Eingänge
>   ==> rechnen wir mit Ruhestrom 0.2mA pro Baustein.
>
> http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74HC_HCT4051.pdf
> Danke an A. K. (prx)
>
> Gruss Limi

Vielen Dank, das habe ich vorher nicht gefunden, ist etwas versteckt 
untergebracht.

Dann bin ich ja auf der sicheren Seite.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Ahdhdj D. schrieb:
> Tolle Aussage so gut wie nichts...

Auf unpräzise Fragen gibt es nun mal nur unpräzise Antworten.

Warum interessiert dich denn der "maximale Stromverbrauch"? Wäre das 
nicht viel eher "der zu erwartende Stromverbrauch in Anwendung ..."?

Sonst ist deine Frage eine Variante von "Was ist die Höchstgeschwin- 
digkeit eines Blauwals?". Und die Anwort ist: etliche Kilometer pro 
Sekunde(!). Zumindest dann, wenn man ihn aus einer Umlaufbahn auf den 
Planeten Magrathea abwirft.

Falls dir das jetzt nichts sagt: lies mal ein Buch.

> Wieviel Ruhestrom zieht das Ding denn und wieviel etwa beim Schalten?

Praktisch Null und ein kleines bißchen mehr als Null.

von (prx) A. K. (prx)


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limi schrieb:
>   Icc = 0.160uA @ 125°C und 5.5V Single Supply
>   Leckströme der Eingänge
>   ==> rechnen wir mit Ruhestrom 0.2mA pro Baustein.

Im Backofen bei 125°C. ;-)

Solche Maximalwerte sind mitunter ziemlich grosszügig bemessen und 
können sehr weit von den typischen Werten entfernt sein. In einem 
Datasheet bin ich nicht nur dem Maximalwert für einen Leckstrom 
begegnet, sondern auch dem typischen Wert. Das ist eine recht seltene 
Angabe. Da standen, in µA, max 0.30 (=300nA) und typ 10^-5 (=10pA).

: Bearbeitet durch User
von Michael U. (amiga)


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Hallo,

naja, bei solch kostenintensiven Bauteilen wie oben angegeben, hilft 
auch durchaus, einfach mal zusammenstecken/löten, testen und messen.

Gruß aus Berlin
Michael

von Bernd B. (gorkde)


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Axel S. schrieb:
> Ahdhdj D. schrieb:
>> Tolle Aussage so gut wie nichts...
>
> Auf unpräzise Fragen gibt es nun mal nur unpräzise Antworten.
>
> Warum interessiert dich denn der "maximale Stromverbrauch"? Wäre das
> nicht viel eher "der zu erwartende Stromverbrauch in Anwendung ..."?
>
> Sonst ist deine Frage eine Variante von "Was ist die Höchstgeschwin-
> digkeit eines Blauwals?". Und die Anwort ist: etliche Kilometer pro
> Sekunde(!). Zumindest dann, wenn man ihn aus einer Umlaufbahn auf den
> Planeten Magrathea abwirft.
>
> Falls dir das jetzt nichts sagt: lies mal ein Buch.
>
>> Wieviel Ruhestrom zieht das Ding denn und wieviel etwa beim Schalten?
>
> Praktisch Null und ein kleines bißchen mehr als Null.

Oh,  mal wieder einer mit Ahnung!

Falls du mal ne Elektronik Ausbildung machst lernst du auch, dass man 
vom MAXIMALWERT im worst case  ausgeht bei der Dimensionierung 
Sweetheart  ;)

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