Hallo,
irgendwie verstehe ich da grad was nicht... Als Beispiel: Den Arduino
pro mini (den habe ich grade zu Hause liegen) gibt es als 3,3V und als
5V Version. Wenn ich jetzt eine Anwendung habe, in der ich möglichst
wenig Energie aufwenden möchte (Versorgungsspannung ist 12V)... Welcher
ist das besser geeignet? Im Prinzip ja der 3,3V, aber gleichzeitig
"verbrät" da ja aber der Spannungsregler mehr Energie... Lohnt es sich
da trotzdem den 3,3V einzusetzen? (Mal ganz abgesehen von der Taktrate
usw. also rein Energietechnisch)...
Könnt ihr mich da mal etwas erleuchten?
DerPaul schrieb:> Lohnt es sich> da trotzdem den 3,3V einzusetzen?
kommt auf den Spannungsregler an. Meist aber ja, denn die
Leistungsaufnahme steigt mehr als Linear zu Spannung.
du hast doch die Datenblätter da, rechne doch einfach mal.
DerPaul schrieb:> Könnt ihr mich da mal etwas erleuchten?
Wenn man es schlau macht, dann legt man die Versorgung so aus, dass sie
die übrige Spannung nicht verbrät, sondern mit einem Schaltregler mit
wenig Verlusten wandelt.
> in der ich möglichst wenig Energie aufwenden möchte
Kannst du da auch mal Zahlen nennen? Was willst du versorgen? Und wie
lange muss dann welcher Strom fließen? Willst/kannst du Powerdown- oder
Standby-Modi des uC verwenden?
Der µC soll 24h das Jahr durch laufen im optimalen Fall.
Mir geht es um den direkten Vergleich, da beide Varianten über diverse
Modi verfügen - ich also beide gleich konfigurieren kann.
Also hier etwas genauer... Der µC schaltet MOSFETs, diese Wiederrum
schalten LEDs mit 12V und da ich nicht ein extra Netzteil zusätzlich für
die Arduinos verwenden möchte, will ich die 12V auch verwenden (Sind ja
eh schon da). Deswegen die Frage, ob dann 3,3V noch weniger Energie
aufnimmt...
DerPaul schrieb:> Welcher ist das besser geeignet?
Ich schätze mal folgende Leistungsaufnahme bei 12V Input und 12 MHz
Taktfrequenz (höher sollte es laut Datenblatt bei 3.3V nicht sein) ab:
5.0V VCC
Leistungsaufnahme: 12V x 7.5mA = 90mW
Jahresverbrauch: 365 x 24 x 90mW = 788.4W
3.3V VCC
Leistungsaufnahme: 12V x 4.0mA = 48mW
Jahresverbrauch: 365 x 24 x 48mW = 420.48W
Das sind Energiekosten von unter 30 Cent. In deinem Anwendungsfall wird
der Verbrauch allein durch Netzteil und LEDs um ein Vielfaches darüber
liegen. Also ist es in der Hinsicht egal ob der Arduino nun mit 5V oder
mit 3.3V läuft.
Wattstunden, nicht Watt.
Bei Versorgung aus 12V wird man StepDown-Wandler einsetzen und ob die
auf 5 oder auf 3,3V wandeln macht im Wirkungsgrad kaum nen Unterschied.
Bei der Versorgung aus LI-Ion Akkus wäre das jetzt was anderes, die 5V
Version mit Step-Up würde die komplett entladen können, während die 3,3V
Version mit StepDown oder LDO das nicht schafft.
@PeterII: Leistungsaufnahme bei CMOS steigt quadratisch mit der Spannung
und linear mit der Taktfrequenz.
Allerdings ist bei nem µC ja eher von Belang welche Ströme an den Pins
fließen, die CPU selbst ist meistens vernachlässigbar.
THOR schrieb:> @PeterII: Leistungsaufnahme bei CMOS steigt quadratisch mit der Spannung> und linear mit der Taktfrequenz.
immer? Im Idle ist doch die Leistungsaufnahme abhängig von den nicht
perfekten Isolierungen im CMOS. Diese sind aber nur Linear zu Spannung.
THOR schrieb:> Bei Versorgung aus 12V wird man StepDown-Wandler einsetzen und ob die> auf 5 oder auf 3,3V wandeln macht im Wirkungsgrad kaum nen Unterschied.
Es kommt darauf an, welchen Laststromverlauf man hat. Wenn der
Schaltregler im Leerlauf mehr Strom braucht als der uC, dann kann man
evtl. auch gleich linear regeln.
Peter II schrieb:> Im Idle ist doch die Leistungsaufnahme abhängig von den nicht> perfekten Isolierungen im CMOS. Diese sind aber nur Linear zu Spannung.
Richtig, der Leckstrom steigt linear mit der Spannung.
Aber weil die Spannung steigt und der Strom steigt, steigt die
Leistung im Quadrat...
Der quadratische Verlauf im Betrieb ergibt sich einfach aus dem Umladen
der Gates, siehe Formel für Ansteuerleistung von Leistungs-MOSFETs.
An die Leckströme hatte ich gar nicht gedacht. Aber ja, die sind bei
extrem fein integrierten FETs wie in Computern grob ohmsch und daher
auch quadratisch mit der Spannung.
Bei nem µC würde ich jetzt die Leckströme mal vernachlässigen. Wie weit
runter kommt man bei nem AVR im Sleep, 1µA? Das ist ein hauchfeiner
Bruchteil von den diversen Hundert µA die er im Betrieb braucht.
Zum Vergleich: Bei ner 45µm CPU geht man von grob 50%
Gesamtstromverbrauch durch Leckströme aus.
Und das mit dem Standbystromverbrauch des Schaltwandlers stimmt
natürlich auch, aber hier war ja 12V angegeben.
THOR schrieb:> Zum Vergleich: Bei ner 45µm CPU geht man von grob 50%> Gesamtstromverbrauch durch Leckströme aus.
das kann kaum sein, aktuelle Intel CPUs brauchen im Sleep weniger als
1Watt - bei Last aber über 30Watt.
Da können die Leckströme doch gar nicht so hoch sein.
Peter II schrieb:> THOR schrieb:>> Zum Vergleich: Bei ner 45µm CPU geht man von grob 50%>> Gesamtstromverbrauch durch Leckströme aus.>> das kann kaum sein, aktuelle Intel CPUs brauchen im Sleep weniger als> 1Watt - bei Last aber über 30Watt.>> Da können die Leckströme doch gar nicht so hoch sein.
Schlechtes Beispiel, bei Intel CPUs sind reichlich Power-Gates drin.
Da wird im Sleep also an allen möglichen Stellen der Strom ganz
abgestellt, um eben genau die Leckströme zu reduzieren.
Peter II schrieb:> aktuelle Intel CPUs brauchen im Sleep weniger als 1Watt> Da können die Leckströme doch gar nicht so hoch sein.
Bei 0,8V Corespannung sind das noch gut 1,2A ...
"In deinem Anwendungsfall wird der Verbrauch allein durch Netzteil
undLEDs um ein Vielfaches darüber liegen."
Hallo
Bleibt das Netzteil für die Lampen dauerhaft eingeschaltet?
Wieviel Strom braucht es denn im Leerlauf bereits? Dieser
Leerlauf-Verbrauch dürfte am meisten ins Gewicht fallen.
Mit freundlichem Gruß
