Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ATTiny85 an einer einzelnen AAA Batterie 1 Jahr mindestens


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von Fritz F. (fritz_f)


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Hallo zusammen,

ich will einen ATTiny85 (o.ä.) an einer einzelnen AAA Batterie für 
mindestens ein Jahr betreiben.

Der MC (ATTiny) soll 3-4 mal am Tag einen kleinen Motor (5V 20ma) für 
max. 2s betätigen und ansonsten schlafen.

Energieberechnung:

Der Motor wird also im Jahr etwa 20*2*5*365/60/60/1000 = 21 mAh bei 5V 
benötigen. Das sind bei 1,5V und 100% Wirkungsgrad grob etwa 21/1,5*5 = 
70 mAh an 1,5v. Einmal angenommen wir spendieren dem ATTiny noch einmal 
die gleiche Energie wie dem Motor zur Steuerung und runden auf 200mAh 
pro Jahr auf, dann bleiben bei einer guten 1,5V Alkaline Batterie mit 
1200 mAh Kapazität noch etwa 1000mAh für das Schlafen übrig. Natürlich 
erst einmal nur bei angenommenen 100% Wirkungsgrad. 1000mAh hören sich 
viel an, aber bei einem Betrieb des ATTiny bei 5V (wie der Motor) wären 
das 1000 / 5 * 1,5 365  24 = 0,034 mA bzw. 34µA für den Schlafmodus. 
Die weitaus meiste Energie wird also zum Schlafen gebraucht.

Testaufbau:

Nun habe ich einmal versuchsweise eine Schaltung aufgebaut mit dem 
Step-Up Booster Modul Pololu 5.0V MC1402 und einem Pololu Motor Board 
DRV8833 zusammen mit dem Motor als Last. Damit habe ich erfolgreich die 
mechanische Funktion testen können (Drehmoment etc.). Folgende Messwerte 
habe ich dabei gemessen:

* Alleine das Booster-Modul ohne Last verbraucht schon 503µA (siehe oben 
34µA ist mein Maximum für alles!)
* Das Booster-Modul mit Motortreiber verbraucht 4,25mA im Stillstand
* Booster und Motortreiber bei frei laufendem Motor 46,8mA
* Booster und Motortreiber bei blockierendem Motor 108mA (Spannung des 
Boosters bricht auf 2,58V zusammen)

Erkenntnisse:

a) Der Booster verbraucht bereits im Leerlauf zu viel Energie und muss 
abgeschaltet werden.
b) Motor und Motortreiber müssen ebenfalls abgeschaltet werden.

Möglicher Lösungsweg:

Dem Booster einen MOSFET vorschalten und die Schaltung einfach für die 
meiste Zeit komplett stromlos machen. Der MOSFET wird dabei direkt mit 
Batteriespannung betrieben. Nach einer (einstellbaren) Zeit gibt der 
MOSFET der Schaltung Strom, der ATTiny fährt für 2s hoch und schaltet 
nach getaner Arbeit sich selbst über den MOSFET wieder ab. Am besten 
legt dabei der ATTiny noch fest, wann er wieder eingeschaltet wird. Das 
Spiel beginnt dann nach Ablauf der festgelegten Zeit wieder von vorne.

Vorteile:

* Nur die "MOSFET-Steuerung" verbraucht während der Schlafphase Strom.
* Die Schaltung ab dem MOSFET arbeitet mit energetisch unkritisch

Nachteile:

* Der ATTiny macht immer wieder einen Reset
* der ATTiny muss warten, bis er wieder Strom erhält
* MANGELNDES WISSEN ÜBER DIE ERFORDERLICHE MOSFET SCHALTUNG

Wegen dem letzten Punkt stelle ich diese Beitrag ein. Ich würde nun 
versuchen eine solche Schaltung mit einem 74LV132 direkt an der Batterie 
zu realisieren zusammen mit einem RC-Glied, das mit einer Spannung aus 
einem Port vorgespannt wird und beim Leerlaufen den Booster 
durchschaltet - also auch bei Batteriewechsel. Nur wie sieht eine solche 
Schaltung aus und wie schalte ich den Batteriestrom an den Booster durch 
(N-Kanal MOSFET?)??

Kann mir jemand helfen?


Noch ein paar Hinweise:

Ich habe natürlich auch schon überlegt, den ATTiny einfach laufen zu 
lassen. In diesem Fall benötigt man aber einen Step-Up Regler mit einen 
sehr geringen Drop. Der MC1402 von oben kann das ja sicherlich nicht 
sein, wie man sieht. Im Amazon Dash Button steckt ein TPS62201 mit sehr 
geringem quiescent. Wenn man den ATTiny so betreibt, wären aber immer 
noch die restlichen Bauteile, wie die Motorsteuerung lahmzulegen. 
Ausserdem muss man sich auch ausführlich mit den Stromsparmechanismen 
des ATTiny auseinandersetzen.

Ein anderer Weg wäre vielleicht noch die Verwendung eines 
Echtzeit-Uhren-Chips als Interupt-Geber. Allerdings habe ich keine 
gesehen, die unter 1V arbeiten und 0,8V sollten es doch schon werden 
können, wenn man die Batterie schön leer lutschen will.

Was denkt Ihr?

von Old P. (Gast)


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Haben AAA wirklich 1200mAh?
Wie hoch ist die Selbstentladung dieser AAA-Zelle über ein Jahr?

Old-Papa

von Fritz F. (fritz_f)


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Old P. schrieb:

> Haben AAA wirklich 1200mAh?

Ja, teilweise mehr


> Wie hoch ist die Selbstentladung dieser AAA-Zelle über ein Jahr?

etwa 2-4%


Sollte eigentlich gehen.

von Viktor B. (coldlogic)


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Könntest Du nicht einen TTL-MOSFET nehmen und den direkt an den ATtiny 
anschließen, sodass nur der Strom zum Motor gekappt wird? Dann würde der 
schlafende µC eben für 2 sec aufwachen und den MOSFET aktivieren, bevor 
der Motor anläuft.
(Oder Du steuerst den Motor direkt mit einem MOSFET, wäre auch eine 
Möglichkeit)

von Winfried M. (win)


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Da kommst du an die Grenzen des Möglichen. Irgendeine Elektronik 
brauchst du ja, die zumindest deinen Step-Up startet und damit den Tiny. 
Und die müsste bis 0,8V herunter laufen. Da ist mir nichts bekannt bzw. 
du müsstes richtig tricky herumbasteln.

Beispiel, was man Tricky machen könnte: Kondensator mit Stepup auf z.B. 
3V aufladen, dann abschalten. Prozessor wird mit Kondensator für gewisse 
Zeit betrieben, bis die Spannung auf 2V runter ist. Dann wieder kurz den 
Stepup starten, bis der wieder auf 3V hochlädt.

Was hast du denn konkret vor? Ich würde lieber auf 2 Zellen hochgehen. 
Oder was auch sehr gut funktioniert: Eine 3V Lithium CR123. Die hat 
1500mAh.

von Fritz F. (fritz_f)


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Viktor B. schrieb:
> Dann würde der
> schlafende µC eben für 2 sec aufwachen und den MOSFET aktivieren, bevor
> der Motor anläuft.

Das Problem ist, dass der µC erst ab 1,7V korrekt arbeitet, also dann 
eine Stromversorgung benötigt. Damit sind wir wieder beim Booster.

Es gibt ja noch diesen ATtiny43U mit eingebautem Booster, der ab 0,7V 
laufen soll. Aber ich wollte eigentlich Standard-Komoponenten verwenden.

von batman (Gast)


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Vielleicht ist eine Charge-Pump für den Schlafbetrieb besser 
(verlustärmer)?
Nach Aufwachen schaltet der AVR dann einen Step-Up zu. Bis dahin muß die 
Ladung im C reichen.

von Joachim B. (jar)


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Fritz F. schrieb:
> Kann mir jemand helfen?

ich sehe nur eine mögliche Lösung

Dein Booster muss abgeschaltet werden, der darf nur

Fritz F. schrieb:
> 3-4 mal am Tag für max. 2s

geweckt werden

Stromverbrauch bei aus 20nA ist mit der Transistortesterschaltung 
möglich
https://www.mikrocontroller.net/wikifiles/f/f0/Schaltplan_transistortester.png

das muss dann den booster starten und der den AVR

aber wie?

mit einer RTC DS3231 die vom AVR die Alarmzeit gestellt bekommt und am 
INT Ausgang -> /SQW den Booster startet.

RTC weckt AVR habe ich schon mal programmiert, das zu Booster wecken 
wäre deine Aufgabe,

Skizze

ATTiny steuert den Motor, programmiert die nächste Weckzeit in der RTC 
und schaltet den Booster ab.

hat ein ATTiny ein I2C für die DS3231?

Fertigmodule ohne Ladeschaltung 200 Ohm und Diode für eine CR2032 gibts 
beim Chinesen billig, aber die Bestückung prüfen, manchmal sind die Lade 
Diode und der R 200 Ohm (201) noch drauf das wäre fpr iR2032 besser 
geeignet für CR2032 darf Diode und oder R nicht bestückt sein.

: Bearbeitet durch User
von Fritz F. (fritz_f)


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Winfried M. schrieb:
> Was hast du denn konkret vor? Ich würde lieber auf 2 Zellen hochgehen.
> Oder was auch sehr gut funktioniert: Eine 3V Lithium CR123. Die hat
> 1500mAh.

Eine Lithium wäre sicher eine Möglichkeit - dafür allerdings um einiges 
teurer als die AAA. Platzmäßig ist alles auf 55mmx55mmx15mm 
untergebracht, weswegen ich keinen Platz mehr für eine zweite Zelle 
habe.

von Viktor B. (coldlogic)


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Ach so, jetzt verstehe ich das Problem. Dann müsstest du zwei NE555 - 
Timer nehmen, den einen als bistabile Kippstufe, den anderen als 
monostabile Kippstufe beschalten und mal schauen, ob es weiterhilft. 
Infos zum NE555 gibt es im Internet, ich kann dir da nicht wirklich 
weiterhelfen

von Fritz F. (fritz_f)


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batman schrieb:
> Vielleicht ist eine Charge-Pump für den Schlafbetrieb besser
> (verlustärmer)?

Ja gut, also eine eigene Stromversorgung für den µC als Charge-Pump. 
Aber wie sieht die aus für 0.8...1,5V nach 5V?

von Joachim B. (jar)


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Joachim B. schrieb:
> Dein Booster muss abgeschaltet werden,

ich liebe euch negativ Klicker

wenn wenigstens einer schreiben würde warum?

der Tiny kann I2C
der Booster kann abgeschaltet werden
die RTC kann statt den AVR zu wecken auch den Booster wecken und der den 
Tiny

wenn ich da einen Gedankenfehler habe wäre es besser mir den zu zeigen 
dann lerne ich was.

von Thomas E. (Firma: Thomas Eckmann Informationst.) (thomase)


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Viktor B. schrieb:
> Dann müsstest du zwei NE555-Timer nehmen...
> Infos zum NE555 gibt es im Internet

Und Netzteile bei ebay.

von Fritz F. (fritz_f)


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Also 555 Timer habe ich mir auch schon angeschaut weil ich da noch ein 
Buch von vor 35 Jahren rumliegen habe und die Dinger mag. Da gibt es 
auch spezielle Typen, die bis herunter zu 0,7V arbeiten. Ich nehme das 
einmal als Variante auf.

Netzteil-Booster bei ebay bin ich alle durch. Die meisten kann man 
sofort vergessen. Das Pololu Modul, das ich oben getestet hatte ist 
eigentlich ziemlich gut nur der Verbrauch ohne Last geht nun gar nicht.


Mein Arbeitshypothese ist immer noch, die komplette Schaltung auf 5V 
basierend und ohne besondere Stromspar-Mechanismen umzusetzen, bis auf 
einen MOSFET vor dem Booster der alles für die meiste Zeit lahmlegt und 
eine Schaltung die das nach einer definierten Zeit wieder aufweckt.

Habt Ihr zu solch einer Schaltung einen Hinweis?

Aufgenommen habe ich bisher:

a) eine RTC mit eigener Stromversorgung schaltet den MOSFET
b) ein 555 Timer schaltet den MOSFET

von Harald W. (wilhelms)


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Fritz F. schrieb:

> auch spezielle Typen, die bis herunter zu 0,7V arbeiten.

Es macht wenig Sinn, unbedingt einen Joule-Thief zu bauen.
Unterhalb von 1V hat man bestenfalls nur noch 10% der
ursprünglichen Kapazität.

von Max D. (max_d)


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10440 lithium?

von Fritz F. (fritz_f)


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Max D. schrieb:
> 10440 lithium?

10440 lithium 3,7V 350mah zu 2€.

AAA 1,5V 1200mAh zu 0,60€.

Aber - klar - Das wäre um Längen einfacher mit 3,7V umzusetzen. Man 
braucht natürlich eine Ladeschaltung und keine Ahnung wo die Energie 
dafür kommen soll. Solarzelle. Cool. Beim nächsten Projekt.

: Bearbeitet durch User
von batman (Gast)


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Für die RTC-Lösung brauchst du faktisch auch mind. 2 Zellen, also was 
solls. Kannste gleich die Zellen zusammenhämgen oder eine Li nehmen.

von Joachim B. (jar)


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batman schrieb:
> Für die RTC-Lösung brauchst du faktisch auch mind. 2 Zellen

das glaube ich mal nicht, die RTC kann auch mit dem Tiny laufen wenn 
dieser geweckt wird.
Die RTC läuft ja mit der CR2032 auch ohne 5V weiter,

oder meinst du der /SQW arbeitet ohne 5V nicht?

: Bearbeitet durch User
von AVRFan (Gast)


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Wie wäre es mit einem ATTINY43U: 
http://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATTINY43U
Der Arbeitet auch bei 0,7V noch.
Wenn du nicht mit FETs arbeiten willst, kann ich dir "High Side Power 
Switch" oder "Low Side Power Switch" empfehlen. Da ist alles integriert 
zum schalten.

von Fritz F. (fritz_f)


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Joachim B. schrieb:
> batman schrieb:
>> Für die RTC-Lösung brauchst du faktisch auch mind. 2 Zellen
>
> das glaube ich mal nicht, die RTC kann auch mit dem Tiny laufen wenn
> dieser geweckt wird.
> Die RTC läuft ja mit der CR2032 auch ohne 5V weiter,
>
> oder meinst du der /SQW arbeitet ohne 5V nicht?

Also für eine DS1302 RTC schreiben die: "Consumes Less than 300nA at 
2.0V".
Das sollte für eine einfache Pumpe oder auch einfach für einen 
Pufferelko kein Problem sein.

von Joachim B. (jar)


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Fritz F. schrieb:
> Also für eine DS1302 RTC schreiben die: "Consumes Less than 300nA at
> 2.0V".
> Das sollte für eine einfache Pumpe oder auch einfach für einen
> Pufferelko kein Problem sein.

die kenne ich nicht mal, nach miesen Erfahrungen mit der DS1307 starke 
Drift, Zeit nach Wochen ungenau, bin ich nun super zufrieden mit den 
DS3231.

Ich glaube ich muss mal Testen wie und ob die ohne 5V den /SQW setzt

von Dieter F. (Gast)


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Fritz F. schrieb:
> Der MC (ATTiny) soll 3-4 mal am Tag einen kleinen Motor (5V 20ma) für
> max. 2s betätigen und ansonsten schlafen.

Was genau willst Du eigentlich damit machen? Vielleicht kann Dir ja 
jemand helfen, wenn Du Dein Vorhaben etwas näher beschreibst? So 
konzentrieren sich alle auf die Randbedingungen - ohne das eigentliche 
Problem vor Augen zu haben.

von Thomas O. (kosmos)


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Wenn das Teil nur 4 mal am Tag was machen muss würde ich die 
Zwischenzeit nutzen und einen Puffer per Photovoltaikzelle z.B. aus 
einen Taschenrechner oder besser aus einem Handyladegerät laden, letzere 
liefern wenige 100mA bei 4V-5V.

Wieso hast du dich auf einen AAA Zelle festgelegt? Vielleicht tut es ja 
so ein 3fach AAA Halter

http://thumbs.ebaystatic.com/images/g/vfUAAOSwoydWlopj/s-l225.jpg

von Fritz F. (fritz_f)


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Thomas O. schrieb:
> Wenn das Teil nur 4 mal am Tag was machen muss würde ich die
> Zwischenzeit nutzen und einen Puffer per Photovoltaikzelle z.B. aus
> einen Taschenrechner oder besser aus einem Handyladegerät laden, letzere
> liefern wenige 100mA bei 4V-5V.
>
> Wieso hast du dich auf einen AAA Zelle festgelegt? Vielleicht tut es ja
> so ein 3fach AAA Halter
>
> http://thumbs.ebaystatic.com/images/g/vfUAAOSwoydW...

Ich habe leider nur 55mmx55mmx15mm zur Verfügung für Motor, Anzeige, 
Batterie, Spannungswandler, Motorsteuerung. Es geht um einen 
Fütterungsautomat für Kleintiere (die werden nicht gegessen), der mobil 
sein muss.

von Joachim B. (jar)


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Fritz F. schrieb:
> Ich habe leider nur 55mmx55mmx15mm zur Verfügung für Motor, Anzeige,
> Batterie, Spannungswandler, Motorsteuerung. Es geht um einen
> Fütterungsautomat für Kleintiere (die werden nicht gegessen), der mobil
> sein muss.

mobil?
ohne Strom?
klein?
1 Jahr ohne Batteriewechsel?

versteht kein Mensch.

wie ist es mit der Selbstentladung der Zelle?
Alkaline neigt ja zum Auslaufen.
Eneloop NiMh die Weissen haben ein geringe Selbstentladung bleiben aber 
nach der Aufladung 1,44V lange um 1,2V.

von batman (Gast)


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Fritz F. schrieb:
> Joachim B. schrieb:
>> batman schrieb:
>>> Für die RTC-Lösung brauchst du faktisch auch mind. 2 Zellen
>>
>> das glaube ich mal nicht, die RTC kann auch mit dem Tiny laufen wenn
>> dieser geweckt wird.
>> Die RTC läuft ja mit der CR2032 auch ohne 5V weiter,
>>
>> oder meinst du der /SQW arbeitet ohne 5V nicht?
>
> Also für eine DS1302 RTC schreiben die: "Consumes Less than 300nA at
> 2.0V".
> Das sollte für eine einfache Pumpe oder auch einfach für einen
> Pufferelko kein Problem sein.

Wenn du sowieso 2V pumpst, ist eine RTC auch überflüssig. Da kannst 
gleich mit dem AVR WDT aufwecken.

@Joachim
1 + 1 = 2
1. Zelle AAA
2. Zelle CR2032

von Bastler (Gast)


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Also mit der AAA ist das Problem doch, dass die Spannung nicht reicht um 
den Tiny zu betreiben und jeglicher Stepup im Dauerbetrieb einen zu 
hohen Standby-Strom hat.

Lösung wäre also

1. den Stepup schlafen legen und nur einschalten wenn benötigt - das 
bracuht wieder eine zusätzliche extra Schaltung, egal ob nun RTC, 555 
oder was auch immer - was dem Platz-Problem entgegen läuft

2. einen µC mit geringerer Betriebsspannung wählen, das wäre dann eben 
ein etwas exotischerer Typ

3. statt Alkaline eben Lithium verwenden, das scheint mir die einfachste 
Lösung, denn der Tiny läuft über die komplette Spannung der Zelle und 
kann schön in den Deep-Sleep gehen und nur wenn er was tun soll 
aufwachen und den StepUp einschalten. Wenn man den Stepup überhaupt noch 
braucht, denn ein 5V Motor müsste auch von einer Li-Zelle laufen. Li ist 
teurer? Nimm halt ein LiIon Akku - der kostet auch nciht mehr als die 
andere extra-Aufweckschaltung und kann man wieder aufladen.

1 Jahr Betrieb ohne Nachladen/Batteriewechsel würde ja bedeuten 1 Jahr 
Futtervorrat! Ich weiß ja nicht, aber ich hab da so meine Bedenken - 
vielleicht könnte man doch die Zelle öfter wechseln? Ich meine bleibt 
der Vorrat überhaupt so lange frisch? Muss man das nciht öfter 
nachfüllen? Allein wegen der Menge?

von batman (Gast)


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Futter nachfüllen und Batterie wechseln muß aber nicht zusammenhängen.

von Fritz F. (fritz_f)


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Bastler schrieb:
> Also mit der AAA ist das Problem doch, dass die Spannung nicht
> reicht um
> den Tiny zu betreiben und jeglicher Stepup im Dauerbetrieb einen zu
> hohen Standby-Strom hat.
>

Ja ganz genau, das sehe ich genau so.

> Lösung wäre also
>
> 1. den Stepup schlafen legen und nur einschalten wenn benötigt - das
> bracuht wieder eine zusätzliche extra Schaltung, egal ob nun RTC, 555
> oder was auch immer - was dem Platz-Problem entgegen läuft
>

Ja genau.

> 2. einen µC mit geringerer Betriebsspannung wählen, das wäre dann eben
> ein etwas exotischerer Typ

Ja leider.

>
> 3. statt Alkaline eben Lithium verwenden, das scheint mir die einfachste
> Lösung, denn der Tiny läuft über die komplette Spannung der Zelle und
> kann schön in den Deep-Sleep gehen und nur wenn er was tun soll
> aufwachen und den StepUp einschalten. Wenn man den Stepup überhaupt noch
> braucht, denn ein 5V Motor müsste auch von einer Li-Zelle laufen. Li ist
> teurer? Nimm halt ein LiIon Akku - der kostet auch nciht mehr als die
> andere extra-Aufweckschaltung und kann man wieder aufladen.

Das wäre mit Sicherheit am einfachsten. Leider entwickelt der Motor erst 
bei 5V genügend Drehmoment.

>
> 1 Jahr Betrieb ohne Nachladen/Batteriewechsel würde ja bedeuten 1 Jahr
> Futtervorrat! Ich weiß ja nicht, aber ich hab da so meine Bedenken -
> vielleicht könnte man doch die Zelle öfter wechseln? Ich meine bleibt
> der Vorrat überhaupt so lange frisch? Muss man das nciht öfter
> nachfüllen? Allein wegen der Menge?

Ständiges Batterie/Akku Handling wäre sehr störend. Das Futter kann 
natürlich nicht für ein Jahr gefüllt werden, da kommt man um Wöchentlich 
nicht herum.

---

Ich brauche nach Möglichkeit (1) eigentlich nur einen CMOS-Schalter vor 
dem Booster, der beim Einlegen der Batterie Durchgang hat. Wenn dann der 
µC oben ist, sollte er, sobald die Arbeit erledigt ist, die Möglichkeit 
haben den CMOS-Schalter für eine bestimmte Zeit zum Sperren zu bringen. 
Dann ist die Schaltung also für diese Zeit stromlos bis es wieder von 
vorn beginnt. Das wäre eigentlich alles. Wenn niemandem eine Schaltung 
dazu sofort einfällt werde ich morgen versuchen eine selbst ausdenken 
und hier posten.

: Bearbeitet durch User
von Dieter F. (Gast)


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Fritz F. schrieb:
> Wenn niemandem eine Schaltung
> dazu sofort einfällt werde ich morgen versuchen eine selbst ausdenken
> und hier posten.

Mach das - ich bin gespannt ... :-)

Da Du ja nicht auf Fragen reagierst um so mehr ...

von Old P. (Gast)


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Ich habe zwar lange nichts damit gemacht, aber Lithiumzellen gibt es 
auch in A-Formaten (zumindest AA). Ich meine keine Li-Akkus sondern 
Einwegzellen! Die liefern gut 3V, also ein Problem weniger. Die 
Selbstentladung dieser Dinger ist unter der Wahrnehmungsgrenze, 
eigentlich ideal.
Nur eben der Preis..... Doch irgendwelche Stepups oder weitere Regler 
kosten ja auch.

Old-Papa

von batman (Gast)


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Brauchst nicht unbedingt einen Trennschalter. Die meisten 
Step-Up-Controller lassen sich über einen Disable-Eingang in den Schlaf 
versetzen. Da brauchst also vielleicht nur einen Kondensator mit einem 
AVR-Port aufladen, der sich dann am Disable-Eingang langsam entlädt. 
Allzu große Zeiten wird man mit sowas aber nicht hinkriegen, von 
Genauigkeit gar nicht zu reden.

von Fritz F. (fritz_f)


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Dieter F. schrieb:
> Da Du ja nicht auf Fragen reagierst um so mehr ...

Hatte ich doch alles geschrieben.

Es handelt sich um Futterautomaten, die so 5 mal am Tag Portionen 
ausgeben. Die Dinger will ich einmal die Woche einsammeln und an einer 
Station mit Futter wieder auffüllen. Daher auch mobil. Mit Kabeln will 
ich da wirklich nicht rummachen weil ich dann an die 20 Kabel verlegen 
müsste und außerdem ist das auch ein Bereich in dem es staubig und 
schmutzig ist.

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


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Fritz F. schrieb:
> Ständiges Batterie/Akku Handling wäre sehr störend. Das Futter kann
> natürlich nicht für ein Jahr gefüllt werden, da kommt man um Wöchentlich
> nicht herum.

Wenn man sowieso wöchentlich da ran muß, dann kann man doch auch die 
Batterie öfter mal wechseln? Mußt ja nicht wöchentlich sein. Aber alle 2 
Monate wäre doch sicher machbar?

> Ich brauche nach Möglichkeit (1) eigentlich nur einen CMOS-Schalter vor
> dem Booster, der beim Einlegen der Batterie Durchgang hat.

Wohl nicht. Nimm einen Boost-Konverter, der einen Shutdown-Eingang hat 
und im Powerdown hinreichend wenig Ruhestrom zieht (aber < 1µA ist da 
normal). Für die Versorgung des µC würde ich dann eine separate 
Schaltung oder gar eine separate Energiequelle vorsehen. Entweder ein 
Mikropower-Stepup (oder Ladungspumpe). Oder gleich eine separate 
Li-Batterie a'la CR2032. Wenn man ganz wild ist, kann man auch was bauen 
mit einem Goldcap, den der µC bei Bedarf aus der Hauptbatterie nachlädt.

von Bastler (Gast)


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Fritz F. schrieb:
>> 3. statt Alkaline eben Lithium verwenden, das scheint mir die einfachste
>> Lösung, denn der Tiny läuft über die komplette Spannung der Zelle und
>> kann schön in den Deep-Sleep gehen und nur wenn er was tun soll
>> aufwachen und den StepUp einschalten. Wenn man den Stepup überhaupt noch
>> braucht, denn ein 5V Motor müsste auch von einer Li-Zelle laufen. Li ist
>> teurer? Nimm halt ein LiIon Akku - der kostet auch nciht mehr als die
>> andere extra-Aufweckschaltung und kann man wieder aufladen.
>
> Das wäre mit Sicherheit am einfachsten. Leider entwickelt der Motor erst
> bei 5V genügend Drehmoment.

Ja dann ist do alles prima! Nimm eine Li-Zelle die den Tiny treibt - der 
macht schön Tiefschlaf und wacht ab und zu per WDT auf. Dann schaltet er 
den Stepup für den Motor ein und wieder aus und pennt weiter. Dadurch 
muss der Stepup nicht dauernd Standby ziehen sondern nur der Tiny - und 
der kann direkt aus der Zelle versorgt werden und verbraucht sogut wie 
nichts...

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

Um was für Viecher geht's hier eigentlich?

Zum Problem (oder dessen Lösung) fällt mir leider nicht viel ein.
Wenn der µC sicher startet, könnte man selber eine Ladungspumpe 
betreiben.
Alternativ muß der µC 'Fremdgestartet' werden und sich danach (für das 
Jahr halt) darum kümmern, daß Er immer genug Spannung abbekommt.
Also den Puffer immer aufpumpen, bevor 'die eigenen Lichter aus gehen'.
Wie viel Strom dabei aber durch geht, müsste zuvor gemessen werden, 
befürchte, daß Das nicht gering genug ist und so die Laufzeit nicht 
erreicht wird.

Wie willst Du das Laufzeitende eigentlich erkennen?
Variante 1: Spender nach einer Woche noch voll, dafür die Viecher 
ziemlich leer - je nachdem, wie nachtragend 'die Viecher' sind, vll. 
nicht im Dunkeln noch Mal dort vorbei kommen ;)

Variante2: gute Frage, darf ja auch wieder keinen Strom kosten.
Wie sicher ist das Mitzählen der Einsätze (und aufsummieren der 
verbrauchten mAh?)

MfG

von doppelschwarz (Gast)


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Bin mir mit dem Strom für den Motor nicht sicher, ob das passt, aber der 
Leerlaufstrom liegt bei 300 nA:
http://www.mouser.de/new/maxim-integrated/maxim-max17222-converter/
Ist wohl ganz neu, kostet auch etwas mehr, aber da kommts ja auch auf 
die Stückzahl an. Ist aber kein Modul, sondern nur das Bauteil.

von Fritz F. (fritz_f)


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Patrick J. schrieb:
> Variante 1: Spender nach einer Woche noch voll, dafür die Viecher
> ziemlich leer

:-)

von Fritz F. (fritz_f)


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doppelschwarz schrieb:
> Bin mir mit dem Strom für den Motor nicht sicher, ob das passt, aber der
> Leerlaufstrom liegt bei 300 nA:
> http://www.mouser.de/new/maxim-integrated/maxim-max17222-converter/


Der sieht in der Tat gut aus. Etwa 3,-€. Testen kann ich den leider 
nicht ohne Adapter-Platine. Habe ich in meine Liste aufgenommen.

Beitrag #4964915 wurde vom Autor gelöscht.
von Manfred (Gast)


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Old P. schrieb:
> Ich habe zwar lange nichts damit gemacht, aber Lithiumzellen gibt es
> auch in A-Formaten (zumindest AA). Ich meine keine Li-Akkus sondern
> Einwegzellen!
Die Dinger sind dann meist Li-Thionylchlorid und sträuben sich, hohe 
Ströme zu liefern.

Schon ein kleines Relais um 80mA musste ich mit einem fetten Elko 
stützen, weil die Li-Batterie nach einigen Tagen intern passiviert und 
gar heftig einbricht.

Wenn Du sowas greifbar hast: Mit dem Speicherscope dran und den 
Spannungsverlauf bei Anlegen der Last messen: Bricht heftig ein und 
steigt nach ein paar Sekunden an Last wieder an. Bei Wiederholungen ist 
der Einbruch geringer, nach etwas Lagerung wieder deutlicher ausgeprägt.
--------

Vermutlich wäre das Gebilde mit einem Uhrenquarz am CD4060 lösbar, ohne 
µC?

von M. K. (sylaina)


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Fritz F. schrieb:
> Ständiges Batterie/Akku Handling wäre sehr störend. Das Futter kann
> natürlich nicht für ein Jahr gefüllt werden, da kommt man um Wöchentlich
> nicht herum.

Dann wäre es doch recht kniffig, wenn sich das System rechtzeitig 
(vielleicht 2-3 Wochen vorher) meldet wenn es meint, dass der Batterie 
der Saft ausgeht.

von Fritz F. (fritz_f)


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Manfred schrieb:
> Vermutlich wäre das Gebilde mit einem Uhrenquarz am CD4060 lösbar, ohne
> µC?

Als 74LV4060 geht er bis 1V herunter und kann direkt an der Batterie 
laufen. Preis zwischen 0,5€ und 1,5€.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Fritz F. schrieb:
> Der Motor wird also im Jahr etwa 20*2*5*365/60/60/1000 = 21 mAh bei 5V
> benötigen.

Wenn du so wenig brauchst, vielleicht wären ja 2 x (oder 3 x) LR44
die bessere Wahl?

Sehr viel Kapazität haben die auch nicht, sind aber im Gegensatz zu
einer CR2032 schon mal mit ein paar mA belastbar, und du brauchst
keine Spannungswandler mehr.

von Karl I. (karl_i)


Angehängte Dateien:

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Ich versuche etwas Ähnliches für einen Temperatursender, und teste eine 
Lösung mit 2 ICs von TI: einem TPL5111 (Ultra Low Power System Timer) in 
Kombination mit einem TPS22860 (Ultra-low leakage load switch).
Bei Betrieb aus einer Zelle wird ein Kondensator von dem 3,3V 
Boost-converter geladen der dann in der down-Zeit den timer weiter 
versorgt. Die Lösung ist aber noch in der Experimentierphase, vor allem 
bin ich mir wegen der Kondensator-Leckströme unsicher. Eigentlich wollte 
ich unter 100nA im Schlaf-Modus kommen. Ich werde wohl einfach 2 Zellen 
verwenden, so kann ich mir zumindest den Elko sparen...
Das Konzept ist eher auf wenige Minuten lange Schlaf-Perionen ausgelegt, 
aber da das Zeitintervall mit einem Widerstand fest verdrahtet wird ist 
es vielleicht nützlich das Nachladen des Kondensators alle paar Minuten 
zu nutzen um flexibler in den Intervallen zu sein (mitzählen und gleich 
wieder schlafen schicken wenn es noch nicht Zeit ist).

: Bearbeitet durch User
von Winfried M. (win)


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Du musst dir wirklich überlegen, ob du den extremen Aufwand betreiben 
willst, um es mit einer AAA-Zelle hinzubekommen. Wenn deine Zeitstunde 
dafür Geld kostet, sowieso. Dann steckst du 10.000 Euro 
Entwicklungsarbeit rein, um 1,50 Euro pro Batterie zu sparen.

Diese CR123 gibts übrigens auch schon ab 1,50 Euro. Vorteil auch: Die 
hat fast durchgehend ihre 2,8-3V. Erst am Ende gibts dann einen recht 
steilen Knick nach unten.

Eine AAA-Alkaline-Zelle hat nach 600-800mA schon so hohen 
Innenwiderstand, dass man Motoren damit vermutlich nicht mehr bewegt.

Auch noch bedenken solltest du: Die extrem geringen Schlafströme des 
ATTinys erreichst du nur, wenn du BOD und Watchdog ausschaltest. 
Batteriebetriebene Geräte, die sicher funktionieren müssen, brauchen 
aber typisch genau diese beiden Systeme. Und dann bist du schnell bei 
20-30 uA nur für den Prozessor.

von Joachim B. (jar)


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Winfried M. schrieb:
> Die extrem geringen Schlafströme des
> ATTinys erreichst du nur, wenn du BOD und Watchdog ausschaltest.
> Batteriebetriebene Geräte, die sicher funktionieren müssen, brauchen
> aber typisch genau diese beiden Systeme. Und dann bist du schnell bei
> 20-30 uA nur für den Prozessor.

den Thread nicht gelesen?

der stepup kann total abgeschaltet werden und damit der ATTiny o.ä. 
auch, Ruhestrom mit der Schaltung aus dem Transistortester 20nA.

: Bearbeitet durch User
von Mugga (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> Winfried M. schrieb:
>> Die extrem geringen Schlafströme des
>> ATTinys erreichst du nur, wenn du BOD und Watchdog ausschaltest.
>> Batteriebetriebene Geräte, die sicher funktionieren müssen, brauchen
>> aber typisch genau diese beiden Systeme. Und dann bist du schnell bei
>> 20-30 uA nur für den Prozessor.
>
> den Thread nicht gelesen?
>
> der stepup kann total abgeschaltet werden und damit der ATTiny o.ä.
> auch, Ruhestrom mit der Schaltung aus dem Transistortester 20nA.

Soll die Schaltung wie beim TT per Hand aktiviert werden?

von Joachim B. (jar)


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Mugga schrieb:
> Soll die Schaltung wie beim TT per Hand aktiviert werden?

lesen soll ja bilden bekanntlich ;)

von Mugga (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> Mugga schrieb:
>> Soll die Schaltung wie beim TT per Hand aktiviert werden?
>
> lesen soll ja bilden bekanntlich ;)

Auch auf dem µCNet? Bin da skeptisch :)

von Joachim B. (jar)


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Mugga schrieb:
> Auch auf dem µCNet? Bin da skeptisch :)

doch in diesem Thread und bei deiner Frage :)

von Fritz F. (fritz_f)


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Es wird kein Large Scale Projekt mit 1Mio Einheiten sondern eine reine 
Privatsache aber dennoch ist mir eine saubere und klare Lösung sehr 
wichtig.

Leider habe ich heute nicht viel Zeit gehabt. Ihr könnt Euch darauf 
verlassen und es hier mitverfolgen wie ich die Lösung bis zum Schluss 
erarbeite. Es wird nur ein wenig dauern.

Es ist natürlich anstrengend diesen Thread von oben durchzulesen. Daher 
hier eine kurze

AKTUELLER STAND

Die Idee ist, einen kleinen µC (Attiny) mit etwas Peripherie ein Jahr 
lang an einer AAA mit 1200mAh zu betreiben. Die Schaltung soll 
amortisiert nur 1h pro Jahr unter einer Vollast von etwa 40mA etwas 
sinnvolles tun. Der Rest besteht im Schlafen.


Die aktuelle Schaltung erzeugt mit Hilfe eines Pololu MC1402 
Booster-Boards 5V und konnte damit erfolgreich mit dem µC und den Motor 
die Aufgabe lösen.

Die Restarbeit besteht nun darin, die Schaltung Stromsparend schlafen zu 
lassen. Meine Arbeitshypothese besteht aktuell darin, die Schaltung 
komplett von der Batterie zu trennen und periodisch wieder anzuhängen in 
einem Tastverhältnis, so dass die Batterie ein Jahr lang hält. Rein 
rechnerisch kann ich dafür etwa 34µA dauerhaft aufwenden.

Es gab nun folgende Vorschläge (mit meinen Gedanken darunter):

* Nimm eine andere Batterie (mindestens 5 mal vorgeschlagen)
Will ich nicht. AAA billig und überall vorhanden.

* Disable den Booster
Habe ich schon versucht. Die verbrauchen alle zu viel Strom, besonders 
in dem niedrigen Bereich, den ein µC im Schalfmodus benötigt.

* Nimm einen RTC
Keinen gefunden, der an 1v...1.5V funktioniert. Eine zweite 
Spannungsquelle würde alles sehr komplex machen.

* Benütze einen TPL5111 (Ultra Low Power System Timer)
Das ist ein sehr interessanter Baustein. Allerdings erst ab 1.8V. Also 
dann nur nach einem Booster mit oben beschriebenem Problem, dass man den 
Booster laufen lassen muss.

* Suche etwas was es gibt
Ja genau.

* Nimm einen 4060 Zähler
Das gefällt mir sehr gut. Aber der 4060 läuft erst ab 3v. Es gibt 
allerdings in der 74er Reihe einen kompatiblen Low Voltage 74VL4060, der 
mit 1V läuft.

Den 4060 kann man mit einem Quarz betreiben, geht aber auch mit einem RC 
Glied. Er zählt dann mit wenigen nA hoch und die Binären Ausgänge gehen 
der Reihe nach auf VSS. Mit dem obersten Bit würde ich dann einen MOSFET 
Schalten wollen, der die Batteriespannung durchschaltet auf die 
bestehende Schaltung.

Man könnte sogar während der ATTTiny läuft den 4060 manuell anzählen 
lassen und so die Down-Zeit beeinflussen. Beispielsweise für eine 
Batterie-Entladungs-Kompensation.

Ich habe mir nun ein paar 74VL4060 bestellt und am WE werde ich einmal 
versuchen das zusammenzubauen. Das Ergebnis wäre extrem einfach, denn 
die µC Schaltung benötigt dabei keine besondere Stromsparmechanismen. 
Außerdem kann man eine solche Schaltung immer wieder für andere Dinge 
verwenden.

Vielen Dank für den Tipp mit dem 4060.

von Dieter F. (Gast)


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Fritz F. schrieb:
> Er zählt dann mit wenigen nA hoch

Wo siehst Du das denn im Datenblatt? Kann ich nicht finden :-(
(Ach ja, die Transferleistung 74VL4060 -> 74LV4060 habe ich geschafft 
...)

von Fritz F. (fritz_f)


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Dieter F. schrieb:
> Wo siehst Du das denn im Datenblatt? Kann ich nicht finden :-(
> (Ach ja, die Transferleistung 74VL4060 -> 74LV4060 habe ich geschafft
> ...)

Ah Mist, keine Ahnung wo ich das gelesen hatte letzte Nacht. Da steht ja 
etwas von µA. Danke für den Hinweis. Ich suche also noch weiter nach 
anderen Möglichkeiten. Einen 74LV4060 werde ich aber doch einmal 
zusammenbauen, weil sie ja schon bestellt sind.

von batman (Gast)


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Fritz F. schrieb:
> * Disable den Booster
> Habe ich schon versucht. Die verbrauchen alle zu viel Strom, besonders
> in dem niedrigen Bereich, den ein µC im Schalfmodus benötigt.

Was genau hast du da versucht? Laut Datenblatt des NCP1402 verbraucht er 
max 1uA, wenn Pin 1 auf Null ist. Es gibt auch noch sparsamere. Was du 
mit einem zusätzlichen FET da noch sparen willst, ist fraglich.

von Fritz F. (fritz_f)


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batman schrieb:
> Fritz F. schrieb:
>> * Disable den Booster
>> Habe ich schon versucht. Die verbrauchen alle zu viel Strom, besonders
>> in dem niedrigen Bereich, den ein µC im Schalfmodus benötigt.
>
> Was genau hast du da versucht? Laut Datenblatt des NCP1402 verbraucht er
> max 1uA, wenn Pin 1 auf Null ist. Es gibt auch noch sparsamere. Was du
> mit einem zusätzlichen FET da noch sparen willst, ist fraglich.

Der 1402 arbeitet, wie viele andere Booster auch, mit VBAT - SPULE - 
VOUT im Schaltbild. Das bedeutet, der 1402 kann den Strom gar nicht 
trennen zwischen dem Eingang und dem Ausgang, sondern nur seinen 
Eigenverbrauch reduzieren. Es liegt also auch bei Disabled der komplette 
Batteriestrom an. Daher war der gemessene Strom auch sinnlos und ich 
habe den nicht angegeben.

Ich könnte natürlich den Einsatz eines anderen Booster-Chips erwägen. 
Allerdings finde ich es immer noch interessant, die Stromspar-Schaltung 
nicht abhängig zu machen von dem Booster.

: Bearbeitet durch User
von batman (Gast)


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Wohin soll der komplette Batteriestrom fließen, wenn AVR und Stepup 
abgeschaltet sind. An die 503 uA kann ich nicht so ganz glauben.

Nein Blumengießer-tiny2313 läuft im Wachzustand mit 10 uA.

von Fritz F. (fritz_f)


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Ich glaube ich bin der Lösung einen ganzen Schritt näher gekommen.

Da ich lieber programmiere, als Schaltungen zu entwerfen, dachte ich: 
Warum nicht einfach einen zusätzlichen ATTiny für Battery-Management 
benützen. Der billigste ATTiny bei Reichelt ist ein ATTiny13. Wenn man 
diesen sehr gering taktet und in den Tiefschlaf setzt sollte man sehr 
tief runter bis auf 5µA@3.3V kommen. Diesen ATTiny könnte man über einen 
Kondensator speisen, der sich in der Wach-Phase aufladen kann beim 
Booster. Dann kommt wieder mein MOSFET, der den Booster schaltet und 
damit auch die restliche Schaltung stromlos macht.

Beim googeln nach diesem Ansatz bin ich auf einen Artikel gestoßen, in 
dem jemand beschreibt, wie er genau mit diesem Ansatz mit einem ATTiny13 
und einem MOSFET ein Batterymanagement für einen kompletten Arduino UNO 
realisiert:

http://homecircuits.eu/blog/low-power-picopower-attiny13a/

Das wäre dann eigentlich genau das was ich brauche. Ich werde nun also 
eine Schaltung aufbauen mit einem ATTiny als Batterie-Manager und einem 
MOSFET um den Rest der Schaltung zu schalten.

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


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Fritz F. schrieb:
> Es gab nun folgende Vorschläge (mit meinen Gedanken darunter):
...

> * Disable den Booster
> Habe ich schon versucht. Die verbrauchen alle zu viel Strom, besonders
> in dem niedrigen Bereich, den ein µC im Schalfmodus benötigt.

Das hast du anscheinend nicht verstanden. Du sollst den µC separat 
versorgen. Der Stepup versorgt dann ausschließlich den Motortreiber/ 
Motor und braucht im abgeschalteten Zustand deutlich weniger als 1µA. 
Ich weiß nicht, was auf deinem Pololu-Board drauf ist, aber schon ein 
simpler MCP1640 kommt unter 1µA im Shutdown.

Wie du den µC selber versorgst, da hast du mehrere Möglichkeiten. Z.B. 
könntest du eine Li-Batterie wie CR2032 verwenden. Der µC braucht ja 
kaum Strom und muß nur ein paar Logik-Signale liefern. Oder du 
spendierst ihm einen Pufferakku im Knopfzellenformat oder einen Goldcap. 
Beide könnten dann beim Einschalten des Stepups jeweils nachgeladen 
werden. Oder du nimmst einen separaten Micropower-Stepup oder eine 
Ladungspumpe, um den µC aus der Batterie zu versorgen. Die brauchen dann 
jeweils viel weniger Strom als der Haupt-Stepup.

von batman (Gast)


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Wo ist da der Trick, außer einer zusätzlichen 3V Batterie? Damit kann 
man sich eigentlich das Restgeraffel sparen. Jeder Tiny kann schlafen, 
mit Timer wieder aufwachen und dabei <10uA verbrauchen.

von batman (Gast)


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..war jetzt auf die "homecircuits" bezogen

von Manfred (Gast)


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Fritz F. schrieb:
> ein ATTiny13. Wenn man
> diesen sehr gering taktet und in den Tiefschlaf setzt sollte man sehr
> tief runter bis auf 5µA@3.3V kommen.
5µA x 8760h = 44mAh / Jahr.

Der Strom ist keine Kunst, das bekommt man mit einem AT328 plus Quarz 
hin:
http://www.home-automation-community.com/arduino-low-power-how-to-run-atmega328p-for-a-year-on-coin-cell-battery/

3,3V habe ich noch nicht probiert, an 5V mit 16MHz-Quarz braucht mein 
China-Mini gemessene 7µA im Sleep. Mit einem Tiny im Eigentakt muß 
deutlich weniger Stromaufnahme gehen.

> Diesen ATTiny könnte man über einen Kondensator speisen,
> der sich in der Wach-Phase aufladen kann beim Booster.
Den C würde ich dann auf 5V laden, laufen sollte der Prof bis kurz unter 
2V herunter.

von Manfred (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Wie du den µC selber versorgst, da hast du mehrere Möglichkeiten. Z.B.
> könntest du eine Li-Batterie wie CR2032 verwenden.
GoldenPiss gibt für die CR2032 210mAh bis 2V Endspannung bei 15kOhm 
Dauerlast und 20°C an. Damit könnte man sich 20µA auf ein Jahr leisten.

von Fritz F. (fritz_f)


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Also das grundlegende Problem bei der vorliegenden Aufgabe ist doch die 
Spannungsversorgung aus 1,5V. Bei Verwendung von zwei 1.5v Zellen oder 
einer Lithium-Zelle hätten wir ja gar nichts über das wir uns 
unterhalten könnten.

Als grundsätzlichen Kniff hätte ich gerne eine Schaltung, die in einem 
bestimmten Taktverhältnis den Strom einer 1.5V Batterie durchschaltet. 
Durch eine amortisierte Betrachtung wird dann die durch die getaktete 
Standard-Schaltung verbrauchte Energie deutlich geringer sein.

Genau diese Idee hatte wohl auch der Autor von 
http://www.home-automation-community.com/arduino-low-power-how-to-run-atmega328p-for-a-year-on-coin-cell-battery/ 
der das einem ATTiny13A als Watchdog umgesetzt hat.

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


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Fritz F. schrieb:
> Also das grundlegende Problem bei der vorliegenden Aufgabe ist doch die
> Spannungsversorgung aus 1,5V. Bei Verwendung von zwei 1.5v Zellen oder
> einer Lithium-Zelle hätten wir ja gar nichts über das wir uns
> unterhalten könnten.

Meine Güte, kannst du lesen?

Die 3V Li-Zelle war nur ein möglicher Vorschlag. Wenn du unbedingt 
alles aus einer Zelle versorgen willst, dann nimm einen spezialisierten 
Stepup dafür.

Gleich der erste Treffer bei Maxim: 
https://www.maximintegrated.com/en/products/power/nanopower-dc-dc-regulators.htm

300nA Querstrom und um die 90% Effizienz. Kann aber eben nur deinen µC 
versorgen und nicht den Motor. Gibt es ähnlich auch von anderen 
Herstellern.

> Als grundsätzlichen Kniff hätte ich gerne eine Schaltung, die in einem
> bestimmten Taktverhältnis den Strom einer 1.5V Batterie durchschaltet.

Du hast die geistige Flexibilität eines 100-jährigen.

> Genau diese Idee hatte wohl auch der Autor von
> 
http://www.home-automation-community.com/arduino-low-power-how-to-run-atmega328p-for-a-year-on-coin-cell-battery/
> der das einem ATTiny13A als Watchdog umgesetzt hat.

Der will seinen Tiny aber nicht aus 1..1.5V versorgen. Ohne extra 
Spannungswandler ist das keine Kunst. Was meinst du eigentlich, warum 
dir alle immer wieder sagen, daß eine einzelne Alkali-Zelle eine 
schlechte Wahl ist?

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

Der Spruch:
Axel S. schrieb:
> Du hast die geistige Flexibilität
endet normal mit 'einer Eisenbahnschwelle' - und davon bewegen sich 
Einige seit hundert Jahren nicht :)

Hatte mit Deinem Link jetzt nicht direkt DEN Treffer - eigentlich 'gar 
nix'.
Da mir die Interner des StepUp wohl eh nicht viel gesagt hätten: 
wurscht.

Kann man aber mit diesem StepUp einen C laden, Der dann den Motor 
bestromt?
Da der Motorstrom 'so oder so' aus der Primär-Zelle kommen muß, und es 
wohl egal ist, wenn der Motor erst 2 Sekunden später verfährt (wurde 
eigentlich schon erwähnt, was für Viecher und wie der Motor zur 
Fütterung beiträgt?), könnte man Dessen Strom doch 'just in time' - oder 
eben knapp davor - zusammen mixen.

MfG

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


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Patrick J. schrieb:
> Kann man aber mit diesem StepUp einen C laden, Der dann den Motor
> bestromt?

Könnte man. Aber bei 20mA für 2s ist das eher unpraktisch und am Ende 
größer und teurer als ein separater Stepup für den Motor.

Eigentlich würde man den Steppermotortreiber einparen wollen. Warum 
reicht da kein Gleichstrommotor? Und dann würde man einen Motor nehmen, 
der mit 1V (damit es auch bei fast leerer Batterie noch geht) das 
notwendige Drehmoment schafft. Dann könnte man den Hochstrom-Stepup auch 
noch sparen.

von Gerald M. (gerald_m17)


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Und was sprach jetzt nochmal gegen eine kleine zweitbatterie (sei es 
eine extra 3V oder 1,5V in Reihe zu der AAA)  die eine Realtimeclock mit 
< 1uA (oder einen moderneren Mikrocontroller) für 10 Jahre versorgen 
kann?
Eine mit D=11mm unf H=5mm "größere" lr44 zelle mit 1.5V und >100mAh in 
reihe zu deiner AAA Batterie hält sogar deinen Dinosaurier 
Mikrocontroller für über 10Jahre am Leben , und das für 20 Cent. Dafür 
kaufe ich mir doch keinen extra Boost converter, bei dem die Spule schon 
das 2-3 fache kostet.

von Fritz F. (fritz_f)


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Also

Axel S. schrieb:
> Meine Güte, kannst du lesen?

Wegen dem Lesen, fasse ich einmal zusammen:

Meine Schaltung, das Gehäuse und die Programmierung ist schon fertig 
entwickelt und getestet. Die Schaltung kann die Aufgabe locker mit 10% 
der Batteriekapazität erledigen. Ich habe eigentlich nur noch ein 
Schlafproblem, denn die Schaltung braucht im Ruhezustand 10mA und würde 
in kürzester Zeit die Batterie durch Nichtstun aufbrauchen.

Zur Lösung des Problems bin ich dabei folgendes Stromspar-Modul auf 
Basis Euerer bereits gegebenen Hinweise zu entwickeln:

ʘ GND
ʘ BAT (min 0.9V)
ʘ VOUT (bis 500mA belastbar, Spannungsabfall max 0.01V)
ʘ SLEEP_TRIG (Latch HIGH-Aktiv)

Die AAA Batterie 1.5V kommt an GND und BAT. Die Schaltung gibt nach dem 
Einschalten einfach die Batteriespannung an VOUT aus. Wenn der µC seine 
Arbeit erledigt hat zieht er SLEEP_TRIG auf HIGH (Port) woraufhin das 
Modul VOUT effektiv von BAT trennt. Nach Ablauf einer "kurzen" Zeit 
(1-2s) schaltet das Modul BAT wieder auf VOUT durch.

Wenn das Modul <<30µA benötigt kann meine Schaltung insgesamt 
Funktionieren.

von chris (Gast)


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Ich habe mal vor einiger Zeit einen Attiny13 mit 128kHz internal slow 
clock verwendet. Die Stromaufnahme dort: 50uA

von Ralf (Gast)


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> Meine Schaltung, das Gehäuse und die Programmierung ist schon fertig
> entwickelt und getestet.

Kannst du den Schaltplan posten?

von Fritz F. (fritz_f)


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Ralf schrieb:
> Kannst du den Schaltplan posten?

Ich fasse es gerne nochmals zusammen:

AAA Zelle 1.5V 1200mAh direkt an
 Booster Pololou MCP1402 5V - versorgt folgendes
  ATTiny85 (LiliPad) 5V spricht über Ports an
  Motorsteuerung Pololu DRV8833 daran ein
  Motor 5V mit Leerlauf 15mA und beim Blockieren 120mA

Das sind nur Standardteile, die einfach zu bekommen sind
und ohne separate Platine miteinander verbunden werden.
Ein Schaltplan erübrigt sich mE denn es ist wirklich
extrem simpel, solange man die Teile lässt wie sie sind.

Aber eigentlich würde ich jetzt lieber über das fehlende
Modul sprechen.

von Fritz F. (fritz_f)


Angehängte Dateien:

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Ein Bild des Gehäuses habe ich angehängt (Rückseite). Es ist ein 
3D-Druck. Die Module, der Motor und die Batterie passen da prima rein. 
Batteriehalter ist ebenfalls gedruckt und mit handelsüblichen Federn 
bestückt. Bis auf das Stromspar-Tehma funktioniert das alles.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #4966809 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Karl (Gast)


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Wieso so umständlich mit Step-Up usw? Zeitgemäßen Mikrocontroller und 
eine 18650er oder noch simpler eine 14500er. Alternativ einen 
anderweitigen 1S LiPo, da findet sich sicherlich etwas günstigers. Würde 
mir da gar nicht die Arbeit mit Step-Up machen...

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Karl schrieb:
> Wieso so umständlich mit Step-Up usw?

Weil er das Pferd von hinten aufgezäumt hat: er hat bereits alles fix
und fertig, bis zur Mechanik, sodass es auf eine LR03 ausgelegt ist.

Daher lehnt er einen Umbau auf irgendeine andere Spannungsquelle ab.

: Bearbeitet durch Moderator
von Philipp K. (philipp_k59)


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Also wenn im Gehäuse noch Platz für eine cr2023 auf nem DS3231 ist und 
genug Platz für I2C via USI im Programm dann mach das so..

www.ebay.de/itm/291751660243

Musste nur gleich den nächsten Alarm via i2c setzen und der Ds3231 mach 
das 2 Jahre via interrupt pin aus seiner Knopfzelle.. rein theoretisch 
natürlich.

Vielleicht noch vorsichtshalber die Cr2032 alle 1-2 Jahre wechseln.

von Ralf (Gast)


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Kein Schaltplan - nur Prosa.

> AAA Zelle 1.5V 1200mAh direkt an Booster Pololou MCP1402 5V

Aus dem Datenblatt des MCP1402:

Wide Input Supply Voltage Operating Range:
- 4.5V to 18V

Könnte knapp werden mit 1,5 V.

von Winfried M. (win)


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Jetzt wirds klarer: Du hast schon so viel Tatsachen geschaffen, dass du 
es nun unbedingt hinbekommen musst, mit dieser einen AAA-Zelle das 
Problem zu lösen.

Was Mosfets angeht: Das wird auch nicht einfach, da einen zu finden, der 
bis zu so niedrigen Spannungen noch sinnvoll funktioniert. Und dann 
haben die mitunter auch hohe Leckströme bei höheren Temperaturen. Das 
geht in den uA Bereich.

Ich hab gerade mal gerechnet: Nehmen wir an, du lädst einen 1000uF 
Kondensator mit einem Stepup auf 5V auf. Der speist deinen Controller, 
der den Stepup abschaltet. Der läuft nun bis 2V hintunter, was man auch 
einfach zeitgesteuert machen kann. Wenn du deinen Controller auf 10uA 
Stromverbrauch runterbekommst, hättest du so 300s Zeit. Das ist schonmal 
ein gutes Tastverhältnis für geringe Stepup-On-Zeiten. Du müsstest also 
nur alle 300s kurz den Stepup starten, um dir wieder Energie zu holen.

Wie auch immer man das konkret umsetzt, das Konzept könnte 
funktionieren.

Was den Umgangston hier angeht, bin ich echt erschrocken. Es ist nicht 
nötig, Menschen persönlich zu beleidigen. Hobby soll doch Spaß machen 
und wenn man sowas um die Ohren bekommt, vergeht einem der Spaß.

von Ralf (Gast)


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Winfried M. schrieb:

> Was den Umgangston hier angeht, bin ich echt erschrocken. Es ist nicht
> nötig, Menschen persönlich zu beleidigen. Hobby soll doch Spaß machen
> und wenn man sowas um die Ohren bekommt, vergeht einem der Spaß.

Wer beleidigte wen?

von Winfried M. (win)


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Zum Beispiel: "Du hast die geistige Flexibilität"

Das ist ein persönlicher Angriff. Davon gibts hier Zahlreiche. Nicht nur 
hier, fast in jedem Thread. Scheint mir eine sehr rauhe Forenkultur zu 
sein, die sich hier entwickelt hat.

: Bearbeitet durch User
von Keller Im (Gast)


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Es muss doch einen Weg geben…
mit dem Kopf durch die Mauer.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Winfried M. schrieb:
> "Du hast die geistige Flexibilität"

Das hätte Axel gewiss etwas freundlicher formulieren können.

Allerdings ist der TE in gewisser Weise mitschuldig: die Information,
dass er das mechanische Design bereits fix und fertig hat und nun
daher auf bestimmte Details extrem fixiert ist, hätte ins
Eröffnungsposting gehört.  Dann wäre die Frage nicht gewesen „wie
mache ich das am besten?“ (worauf sich die ersten Antworten allesamt
bezogen haben), sondern „ist das denn überhaupt noch zu retten?“

von Stefan K. (stefan64)


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Wäre das hier nicht genau das richtige?

http://www.ti.com/product/tps61220/samplebuy

Gruß, Stefan

: Bearbeitet durch User
von Fritz F. (fritz_f)


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Für jemanden, der keinen Beitrag leisten kann ist es natürlich einfacher 
einen persönlichen Angriff zu starten. Das stört mich nicht.

Meine Energetische Berechnung ist jedenfalls korrekt und ich benötige 
nur eine Kippstufe mit Leistungsschalter direkt nach der Batterie.

Für die Realisierung des oben beschriebenen Moduls würde ich gerne 
folgendes ausprobieren.

Zu Modul:
ʘ GND
ʘ BATIN (min 0.9V)
ʘ BATOUT (bis 500mA belastbar, Spannungsabfall max 0.01V)
ʘ SLEEP_TRIG (Latch HIGH-Aktiv)

Ein 74LV132 wird direkt an der AAA Zelle betrieben. Das ist ein 4x NAND 
Schmitt-Trigger, der bis 1V funktioniert. Mit den NANDs werden zwei 
Kippstufen implementiert. Die erste funktioniert als Latch für 
SLEEP_TRIG. Die zweite Kippstufe wird von der ersten gestartet und 
stellt das Zeitglied dar, nach dem ein Leistungstreiber geschaltet wird.

Der Leistungstreiber schaltet mit Signal auf EN zwischen BATIN und 
BATOUT. Als Leistungstreiber habe ich einen SiP32508 gefunden, der bis 
1.1V funktioniert. Diesen Chip gibt es bei Mouser in Stückzahlen. 
Vielleicht kann mir auch jemand einen gängige MOSFET-Schaltung oder 
einen anderen integrierten Switch nennen der das auch kann.

Für die Schaltung brauche ich also nur einen 74LV132(55c/St), einen 
SiP32508 (44c/St) und ein wenig Hühnerfutter.

von Winfried M. (win)


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Jörg W. schrieb:
> Allerdings ist der TE in gewisser Weise mitschuldig: die Information,
> dass er das mechanische Design bereits fix und fertig hat

Finde ich auch, dass es hilfreich gewesen wäre, die genauen 
Rahmenbedingungen schon am Anfang zu lesen.

Einen Grund für persönliche Beleidigungen/Abwertungen gibt es für mich 
aber nie. Das bringt so eine "hässliche Atmosphäre" in viele Threads 
hier.

von Fritz F. (fritz_f)


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Jörg W. schrieb:
> Allerdings ist der TE in gewisser Weise mitschuldig: die Information,
> dass er das mechanische Design bereits fix und fertig hat und nun
> daher auf bestimmte Details extrem fixiert ist, hätte ins
> Eröffnungsposting gehört.  Dann wäre die Frage nicht gewesen „wie
> mache ich das am besten?“ (worauf sich die ersten Antworten allesamt
> bezogen haben), sondern „ist das denn überhaupt noch zu retten?“

Das stimmt natürlich. Ich dachte mir ursprünglich, dass es vielleicht 
einen völlig simplen Weg gibt dieses Problem zu lösen und wollte die 
mögliche Erkenntnis über diese Frage nicht durch eine eingeschränkte 
Fragestellung vermeiden. Nur habe ich nicht erwartet, dass nun gerade 
die AAA das Erste sein wird, das alle loswerden wollen. Am besten wäre 
wahrscheinlich gewesen, mit einer Danksagung den Thread zu beenden und 
einen weiteren aufzumachen mit der Frage nach der Stromsparschaltung. 
Das können wir auch gerne noch machen. Damit will ich die Entscheidung 
dem Moderator überlassen.

: Bearbeitet durch User
von Winfried M. (win)


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Mosfets - kannst du mal hier schauen:

https://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht

Was etwas schwammig ist: Einerseits sagst du, du willst bis 0,9V runter 
kommen, andererseits versuchst du es mit Komponenten, die z.B. nur bis 
1,1 V spezifiziert sind. Was ist die Intention dahinter? Willst du 
schauen, ob es auch außerhalb der Specs noch funktioniert?

: Bearbeitet durch User
von Fritz F. (fritz_f)


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Winfried M. schrieb:
> Willst du
> schauen, ob es auch außerhalb der Specs noch funktioniert?

Ja genau. Ich habe den ganzen Vormittag Leistungstreiber bei Mouser 
gesucht und da ist leider nur dieser, der noch lötbar wäre.


Der Grund, dass ich einen Leistungstreiber IC nehmen möchte ist, dass 
ich mich einerseits nicht mit MOSFETS auskenne und andererseits denke, 
dass die in einem IC integrierten Schutzschaltungen für den Rest der 
Schaltung auch kein Fehler sein können.

Danke für den Link auf die Liste aber ich kann die Daten nicht 
interpretieren, um einen passenden herauszusuchen.

: Bearbeitet durch User
von batman (Gast)


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Fritz F. schrieb:
> Ja genau. Ich habe den ganzen Vormittag Leistungstreiber bei Mouser
> gesucht und da ist leider nur dieser, der noch lötbar wäre.

Wäre wohl schneller gegangen, sich ein Schaltbeispiel mit einem 
Transistor rauszusuchen und dann einen der zahlreichen 0,8V-Typen zu 
bestellen. Hier gibts auch ein Tutorial dazu.

von Fritz F. (fritz_f)


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batman schrieb:
> Wäre wohl schneller gegangen, sich ein Schaltbeispiel mit einem
> Transistor rauszusuchen und dann einen der zahlreichen 0,8V-Typen zu
> bestellen. Hier gibts auch ein Tutorial dazu.

Aber wenn ich es richtig verstehe, dann fällt doch an einem Transistor 
etwa 0,7V Spannung ab im Gegensatz zu einem MOSFET und dann bliebe von 
der Batteriespannung nicht mehr viel übrig.

von M. K. (sylaina)


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Fritz F. schrieb:
> Wenn man
> diesen sehr gering taktet und in den Tiefschlaf setzt sollte man sehr
> tief runter bis auf 5µA@3.3V kommen.

5 uA wären aber noch etwas viel. Den guten, alte ATMega328p bekommt man 
im Tiefschlaf bei 3.3V auf locker weit unter 1 uA mit dem WDT als 
Taktquelle. Das geht beim Attiny13 bestimmt auch.

von Keller Im (Gast)


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Strom und Spannung, elektrischer Antrieb…
Da sind sogar grosse Autobauer daran gescheitert.

Mit einem 1,5 Volt Staebchen behauptest Du , dass es
theoretisch klappt.

Eigenartig, dass die reale Welt sich oft nicht an die
Theorie halten will, verdammt nochmal .

Unter deinem 55 x 55 mm Kästchen gibt es Platz für einen
vernuenftigen BATTERIEKASTEN ! Ohne .. geht da nichts !

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Fritz F. schrieb:
> dann fällt doch an einem Transistor etwa 0,7V Spannung ab

Keineswegs.  Er braucht etwa 0,6 bis 0,7 V an der Basis, aber über
C-E kann es viel weniger sein.  Ein FET könnte theoretisch auf noch
weniger kommen (da sein Kanal in erster Näherung einen ohmschen
Widerstand bildet), aber mit weniger als 1 V Gatespannung ist das dann
auch wieder sportlich.

Fritz F. schrieb:
> Nur habe ich nicht erwartet, dass nun gerade die AAA das Erste sein
> wird, das alle loswerden wollen.

Naja, die Beschränkung auf eine Spannung von 1 V oder weniger wirft
halt vieles an existierender Elektronik sofort aus dem Rennen.  Wenn
du dann auch noch energiesparend bleiben willst, musst du (wie du
ja nun merkst) mächtige Klimmzüge machen, die man mit einer anderen
Energiequelle hätte völlig vermeiden können.  Dein Problem der LR03
ist ja nicht, dass deren Gesamtenergievorrat zu schlecht wäre, sondern
dass er aufgrund der geringen Spannung nur schwierig direkt nutzbar
ist.  Eine Energiequelle mit höherer Spannung aber geringerer
Gesamtenergie wäre daher viel einfacher zu handhaben gewesen und für
die Aufgabe am Ende wohl dennoch ausreichend – ist aber nun zu spät,
da du ja die Mechanik schon in Sack und Tüten hast.

von Schreiber (Gast)


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Fritz F. schrieb:
> Das stimmt natürlich. Ich dachte mir ursprünglich, dass es vielleicht
> einen völlig simplen Weg gibt dieses Problem zu lösen und wollte die
> mögliche Erkenntnis über diese Frage nicht durch eine eingeschränkte
> Fragestellung vermeiden. Nur habe ich nicht erwartet, dass nun gerade
> die AAA das Erste sein wird, das alle loswerden wollen.

Für den Laien durchaus unverständlich, für den Fachmann nicht.
Mit einer 3,6V Lithium-Batterie wird es viel einfcher, da man sich dann 
den Spannungswandler für den µC sparen kann. Noch einfacher wird es, 
wenn man sich auch noch den Spannungswandler für den Motor sparen kann.


Fritz F. schrieb:
> Es ist ein
> 3D-Druck. Die Module, der Motor und die Batterie passen da prima rein.
> Batteriehalter ist ebenfalls gedruckt und mit handelsüblichen Federn
> bestückt. Bis auf das Stromspar-Tehma funktioniert das alles.

Einfachste Lösung: Nochmal drucken, nur mit Batteriefach für 2*CR123A
Spannungswandler raus und für den µC eine rote LED um die Spannung 
anzupassen.

Alles andere kostet nur unnötig Zeit, Geld und Nerven

von Fritz F. (fritz_f)


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Jörg W. schrieb:
> Keineswegs.  Er braucht etwa 0,6 bis 0,7 V an der Basis, aber über
> C-E kann es viel weniger sein.

Da war mir noch nicht klar - gut zu wissen.

> Ein FET könnte theoretisch auf noch
> weniger kommen (da sein Kanal in erster Näherung einen ohmschen
> Widerstand bildet), aber mit weniger als 1 V Gatespannung ist das dann
> auch wieder sportlich.

Ja - da meinte ich gelesen zu haben, dass dieser Leistungsschalter eine 
interne Ladungspumpe hat um eine sichere Gatespannung hinzukommen. Das 
habe ich doch schon in der Magengegend gespürt, dass ein MOSFET schalten 
gar nicht so einfach ist in dem Spannungsbereich.

von Fritz F. (fritz_f)


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Vielen Dank für Eure Hinweise.

Ich werde mir die Verwendung von zwei Zellen nochmals durch den Kopf 
gehen lassen. Da fällt mir ein: Wie dick ist ein 9V Block? War nur ein 
Spass.

(Währenddessen arbeite ich an dem Entwurf für das Stromspar-Modul 
weiter)

von Schreiber (Gast)


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Fritz F. schrieb:
> Ich werde mir die Verwendung von zwei Zellen nochmals durch den Kopf
> gehen lassen. Da fällt mir ein: Wie dick ist ein 9V Block?

Mit einem sparsamen Linearregler für den µC gar keine dumme Idee, die 
Kapazität ist ausreichend und die 9V-Blöcke sind problemlos verfügbar. 
Der Motor wird (kurzzeitig) auch eine etwas höhere Spannung vertragen.

zu den Abmessungen: Wikipedia gibt hierzu gerne Auskunft!

von Dieter F. (Gast)


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Fritz F. schrieb:
> Ich werde mir die Verwendung von zwei Zellen nochmals durch den Kopf
> gehen lassen.

Dann lass Dir auch mal einen 14500 Li-ion-Akku durch den Kopf gehen. 
Passt in Dein Gehäuse, hat 3,7V, genügend Reserven, geringe 
Selbstentladung und ist wiederaufladbar.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Dieter F. schrieb:
> 14500 Li-ion-Akku […] Passt in Dein Gehäuse

Woher weißt du das?  Der ist so groß wie eine LR6, nicht wie eine LR03.

von Alex W. (a20q90)


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Poste mal bitte einen Schaltplan von dem was du beteits hast!

von Fritz F. (fritz_f)


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Alex W. schrieb:
 Poste mal bitte einen Schaltplan von dem was du beteits hast!

Fritz F. schrieb:
 Ich fasse es gerne nochmals zusammen:

 AAA Zelle 1.5V 1200mAh direkt an
  Booster Pololou MCP1402 5V - versorgt folgendes
   ATTiny85 (LiliPad) 5V spricht über Ports an
   Motorsteuerung Pololu DRV8833 daran ein
   Motor 5V mit Leerlauf 15mA und beim Blockieren 120mA

Fritz F. schrieb:
 Meine Schaltung, das Gehäuse und die Programmierung ist schon fertig
 entwickelt und getestet. Die Schaltung kann die Aufgabe locker mit 10%
 der Batteriekapazität erledigen. Ich habe eigentlich nur noch ein
 Schlafproblem, denn die Schaltung braucht im Ruhezustand 10mA und würde
 in kürzester Zeit die Batterie durch Nichtstun aufbrauchen.

 Zur Lösung des Problems bin ich dabei folgendes Stromspar-Modul auf
 Basis Euerer bereits gegebenen Hinweise zu entwickeln:

 ʘ GND
 ʘ BAT (min 0.9V)
 ʘ VOUT (bis 500mA belastbar, Spannungsabfall max 0.01V)
 ʘ SLEEP_TRIG (Latch HIGH-Aktiv)

 Die AAA Batterie 1.5V kommt an GND und BAT. Die Schaltung gibt nach dem
 Einschalten einfach die Batteriespannung an VOUT aus. Wenn der µC seine
 Arbeit erledigt hat zieht er SLEEP_TRIG auf HIGH (Port) woraufhin das
 Modul VOUT effektiv von BAT trennt. Nach Ablauf einer "kurzen" Zeit
 (1-2s) schaltet das Modul BAT wieder auf VOUT durch.

 Wenn das Modul <<30µA benötigt kann meine Schaltung insgesamt
 Funktionieren.

von Winfried M. (win)


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Fritz F. schrieb:
> dann fällt doch an einem Transistor
> etwa 0,7V Spannung ab im Gegensatz zu einem MOSFET und dann bliebe von
> der Batteriespannung nicht mehr viel übrig.

Da geht was durcheinander. Transistor ist der Überbegriff. Ein Mosfet 
ist also auch ein Transistor und was nun genau gemeint war, geht aus der 
Antwort nicht hervor.

von Winfried M. (win)


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Und wo ist nun der Schaltplan? ;)

von Fritz F. (fritz_f)


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Winfried M. schrieb:
> Und wo ist nun der Schaltplan? ;)

Der Schaltplan vom LilyPad ist hier
https://www.sparkfun.com/products/10274

Der Schaltplan vom Pololu Motortreiber ist hier
https://www.pololu.com/product/2130

Der Schaltplan vom Pololu Booster ist hier
https://www.pololu.com/product/798

Der Motor ist dieser:
http://www.ebay.de/itm/DC-3V-6V-12V-50-2000RPM-N20-Micro-Speed-Rad-GetriebeMotor-fur-Modellbau-/262478931617

Die Dinge sind mit den Versorgungsspannungen entsprechend verbunden. 
Zwei Portausgänge des µC gehen auf die Motorsteuerung. Das ist trivial 
und benötigt auf dieser Ebene wirklich keinen Schaltplan.

An dem Schaltplan für das Stromsparmodul bin ich dran.

von Dr Bunsenbrenner (Gast)


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Moin,

wenn Du nicht an den ollen Atmel(Microchip) Controller gebunden bist, 
würde ich dir einen MSP430 ans Herz legen.

Der MSP430L092 läuft mit 0,9V bis 1,65V und braucht für deine Anwendung 
Energie im einstelligen µA Bereich.

Der größte Vorteil ist, dass Du den MSP direkt aus Deiner Batterie 
speisen kannst.

Das heißt, deinen DC/DC Wandler schaltest Du erst ein wenn der Motor 
sich drehen soll, danach legst Du alles wieder schlafen und das ganze 
sollte funktionieren.

Sollte, weil ich es noch nicht durchgerechnet habe.

Beste Grüße

Das Bobbele

von Winfried M. (win)


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Stimmt, die MSP sind genau für solche Anwendungen designt. Wäre eine 
Überlegung wert.

Was ich jetzt verstehe: Du hast noch gar keine eigene fertige Platine 
etc. Also gehts nur um das Gehäuse, was schon fertig ist. Und vermutlich 
auch nur ein Prototype. Wo ist dann das Problem, alles auf CR123 
umzudesignen? Wegen eines Gehäuses, was in den Schrott geht?

Such dir dann noch einen Motor, der mit 3V läuft und du kommst mit einer 
CR123 aus und brauchst keinen Stepup.

: Bearbeitet durch User
von Dieter F. (Gast)


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von Ralf (Gast)


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Dr Bunsenbrenner schrieb:


> Der MSP430L092 läuft mit 0,9V bis 1,65V und braucht für deine Anwendung
> Energie im einstelligen µA Bereich.

Der Controller hat keinen Flash-Speicher?

von Fritz F. (fritz_f)


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Dr Bunsenbrenner schrieb:
> Moin,
>
> wenn Du nicht an den ollen Atmel(Microchip) Controller gebunden bist,
> würde ich dir einen MSP430 ans Herz legen.
>
> Der MSP430L092 läuft mit 0,9V bis 1,65V und braucht für deine Anwendung
> Energie im einstelligen µA Bereich.

Der MSP ist natürlich ein modernerer Prozessor und verbraucht im Betrieb 
deutlich weniger Strom. Auf der anderen Seite gibt es ja auch den 
ATtiny43U, der auch an der Batterie betrieben werden kann.

Aber worin soll eigentlich der Vorteil liegen, den Prozessor direkt an 
der Batterie am Laufen zu halten. Nur wegen dem Watchdog?

von Fritz F. (fritz_f)


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Winfried M. schrieb:
> Was ich jetzt verstehe: Du hast noch gar keine eigene fertige Platine
> etc. Also gehts nur um das Gehäuse, was schon fertig ist. Und vermutlich
> auch nur ein Prototype. Wo ist dann das Problem, alles auf CR123
> umzudesignen? Wegen eines Gehäuses, was in den Schrott geht?
>
> Such dir dann noch einen Motor, der mit 3V läuft und du kommst mit einer
> CR123 aus und brauchst keinen Stepup.


Ja genau, es gibt keine Platine - die Schaltung besteht nur aus 
Verbindungskabeln zwischen den Boards. Der Motor hat bereits 3V.

Im Prinzip werden ja nur 100..200mAh für die Aufgaben benötigt bei 5V. 
eine CR2032 hat etwa 230mAh. Wenn im Schlaf so gut wie keine Energie 
verwendet würde, dann könnte sogar eine CR2032 für ein Jahr halten. Aber 
ich habe so meine Zweifel, dass ein dermaßen geringer Ruhestrom 
realisierbar ist und außerdem muss man natürlich dabei noch effizient 
jeden möglichen Stromverbraucher eliminieren - jeder einzelne Widerstand 
muss dann hinterfragt werden. Das alles wäre gar nicht nötig, wenn 
einfach die ganz Schaltung regelmäßig komplett stromlos gemacht werden 
würde.

: Bearbeitet durch User
von Dr Bunsenbrenner (Gast)


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Moin Zusammen!

Ralf schrieb:
> Der Controller hat keinen Flash-Speicher?

Nö, zugegeben der MSP430L092 ist etwas tricky.

Fritz F. schrieb:
> Aber worin soll eigentlich der Vorteil liegen, den Prozessor direkt an
> der Batterie am Laufen zu halten. Nur wegen dem Watchdog?

Ja denn so lässt sich eine super eine minimalistische RTC bauen, und die 
Viecher werden auf die Minute genau gefüttert.

Etwas weniger tricky ist es den MSP430 aus einer Zelle mit einem 
TSP61221 zu versorgen und dann tut es jeder 3.3V MSP430 wie z.B. der 
MSP430F2013.

Den Beispielhaften MSP430F2013 könntest du bei dieser Applikation wohl 
komplett mit einem Uhrenquarz, sprich mit 32.768 kHz, takten. Mit dem 15 
Bit Watchdog realisiert man die RTC.

Ein TPS61222 würde mit dem MSP geschaltet werden und die 5V für den 
Motor erzeugen.  Das ganze bekommst Du auf eine Leiterplatte mit ca. 20 
x 20 mm ohne Probleme drauf.

Beste Grüße

Das Bobbele

von Winfried M. (win)


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Fritz F. schrieb:
> Im Prinzip werden ja nur 100..200mAh für die Aufgaben benötigt bei 5V.
> eine CR2032 hat etwa 230mAh.

CR123, nicht CR2032. Da hast du 1500mA und brauchst das ganze Geraffel 
mit Stepup nicht. CR2032 würde eh nicht gehen, weil die einen zu hohen 
Innenwiderstand hat. Damit bekommst du deinen Motor vermutlich nicht 
bewegt. Die sind für Ströme von vielleicht 10-20mA ausgelegt. Die CR123 
darf auch mit 1A belastet werden.

Fritz F. schrieb:
> Das alles wäre gar nicht nötig, wenn
> einfach die ganz Schaltung regelmäßig komplett stromlos gemacht werden
> würde.

Aber wozu, wenn doch selbst ein Prozessor, der ständig durchläuft, seine 
1-3 Jahre durchhält. Wenn du es stromlos machen willst, hast du 
zumindest mehr Aufwand und du brauchst dann eine zusätzliche Logik, die 
den Prozessor regelmäßig aufweckt. Das alles würde ich mir nicht antun. 
Schon Einstein sagte: "Mach es so einfach wie möglich, aber nicht 
einfacher."

Aber wenn du schonmal 3V hast, wird so eine Abschaltung viel einfacher, 
als bei deinem bisherigen Konzept mit einer AAA-Zelle.

Übrigens: Die Anregung mit dem LiIO-Akku in AAA-Größe finde ich auch 
gut. Was spricht dagegen? Dann kannst du sogar dein Gehäuse verwenden.

: Bearbeitet durch User
von Fritz F. (fritz_f)


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Dr Bunsenbrenner schrieb:
> Das ganze bekommst Du auf eine Leiterplatte mit ca. 20
> x 20 mm ohne Probleme drauf.

Das wäre mit Sicherheit eine schöne professionelle Lösung.

Der Ansatz steht natürlich völlig im Kontrast zu dem was ich da mache.

Bei meinem Ansatz handelt es sich um ein paar Standard-Module, die mit 
ein paar wenigen Kabeln verbunden sind. Das fühlt sich zugegebener Weise 
dann eher so an, wie ein LED Licht vom 1€-Markt. Wenn man es schlau 
macht funktioniert es aber auch.

Nach langer Überlegung werde ich das Pololu Booster Modul doch ersetzen 
müssen durch ein eigenes Modul mit einem Texas Instruments TPS6120x. 
Dieser hat einen Shutdown-Eingang, der auch seinen Namen verdient und 
damit kann ich die aufwändige Suche nach einem Leistungsschalter dann 
einstellen. Zur Steuerung des Shutdown will ich immer noch einen 74LV132 
direkt an der Zelle betreiben. Schaltung folgt. Das neue Modul sieht 
also immer noch wie folgt aus, aber hat den Step-up integriert:

ʘ GND
ʘ BAT (min 0.9V)
ʘ VOUT 5V Typisch 10mA
ʘ SLEEP (Trigger zum Schlafen)

Potentiometer zum Einstellen von 50ms bis 5s ca.

Im Prinzip könnte man mit einem solchen Modul auch die eine Variante 
umsetzen, bei der ein Prozessor dauerhaft läuft und das Modul nur die 5V 
Teile versorgt. Damit ginge also beides.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Fritz F. schrieb:
> eine CR2032 hat etwa 230mAh.

Vorsicht!  Die Dinger liefern nur wenige mA Dauerstrom.

Dr Bunsenbrenner schrieb:
> Etwas weniger tricky ist es den MSP430 aus einer Zelle mit einem
> TSP61221 zu versorgen und dann tut es jeder 3.3V MSP430 wie z.B. der
> MSP430F2013.

Dann bist du wieder bei „Los!“  Genau da hat er angefangen, nur dass
der Controller halt ein AVR und kein MSP430 ist.

Fritz F. schrieb:
> Der MSP ist natürlich ein modernerer Prozessor und verbraucht im Betrieb
> deutlich weniger Strom.

Der ist ungefähr gleich modern wie AVR, beide sind einigermaßen
parallel entwickelt worden.  Auch im Betriebsstromverbrauch sind die
Unterschiede eher gering.  MSP430 hat ein paar Vorteile gegenüber
einem AVR, der mit einem Quarz getaktet wird, da dort während der
Anlaufphase des Quarzes viel „tote Energie“ verbraucht wird – der
MSP430 benutzt einen durchlaufenden 32-kHz-Quarz und eine PLL für
den Haupttakt.  Dieser Vorteil ist aber dahin, wenn man den AVR aus
dem RC-Oszillator betreibt, denn der läuft innerhalb von ein paar
µs an.

Die Variante mit einer CR123 oder zwei oder drei in Reihe geschalteten
LR44 braucht deinerseits wohl am wenigsten Umbauten oder Umdenken.

AVRs bekommt man locker unter 1 µA Ruhestrom und damit unter die
Selbstentladung von Alkali-Mangan-Zellen.  Ich weiß gar nicht, wie
viele Jahre meine beiden Temperatursensoren nun schon mit den gleichen
2 x LR03 arbeiten, die Spannung ist in dieser Zeit nur um ein paar
100 mV gesunken.  Die Dinger senden einmal pro 5 Minuten ihre
gemessene Temperatur und Feuchtigkeit an eine Zentrale.

von Fritz F. (fritz_f)


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Jörg W. schrieb:
> Die Variante mit einer CR123 oder zwei oder drei in Reihe geschalteten
> LR44 braucht deinerseits wohl am wenigsten Umbauten oder Umdenken.

Ja lustig. Diese CR123 war gerade neulich eine leer in der Fernbedienung 
für das Garagentor. Die wollten in der Kleinstadt 7€ dafür. Diese 
Batterien gibt es natürlich auch bei ebay für 1,95€ aber sind generell 
wesentlich schwerer zu beschaffen als eine LR03 / AAA vom ALDI für 0,2€.

Die CR2032 vertragen höchstens 10mA. Da muss eigentlich ein kleiner 
Schutzwiderstand davor und ein großer Stützelko dahinter. Vielleicht 
sogar ein Cap, denn wenn ich mit dem Motor gegen einen Anschlag fahre, 
dann wäre ja alles aus - es sei denn man trennt wieder die Schaltung vom 
Rest.... Also von wegen kleiner Aufwand.

von Karl I. (karl_i)


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Der Schaltplan den ich oben gepostet habe enthält eine Lösung für die 
1,8V Mindestspannung des Timers bei Betrieb aus einer Zelle. In der Zeit 
in der der Step-up-converter läuft, wird ein Kondensator (C28) über 
Diode (D5) geladen, der den Timer und den Load-Switch während der 
sleep-Zeit versorgt (pin 2 und 3 des Solder-Jumpers verbunden). Beim 
nächsten Aufwachen wird er wieder nachgeladen. Der Converter läuft also 
nicht permanent. Die Schaltung muss einmal per Taster gestartet werden 
und wacht dann zyklisch auf, bis die Baterrie auf ca. 0,7V runter ist 
(bei dem von mir verwendeten Converter).

Bei dem vorgesehenen Elko mit 470µF ergeben sich (ohne Toleranzen, 
Leckströme der Kondensatoren und der Diode!) bei 100nA Verbrauch des 
Timers und des Load-Switches etwa 1,5h maximale Sleep-Zeit bevor der 
Elko zu leer ist um die Schaltung erneut zu wecken. Bei einem 5V 
Step-up-converter der den Elko lädt ergäben sich so ca. 3.75h. Wie 
realistisch das ist ist allerdings noch nicht erprobt (bei 30 Sekunden 
Sleep-Zeit läuft die Schaltung, aber der Verbrauch ist noch nicht 
ermittelt) Zu den Leckströmen verschiedener Kondensatoren habe ich 
leider wenig verwertbare Infos gefunden. Bei mir sind aber auch nur 
Schlaf-Zyklen von unter 10 min vorgesehen, mich stört eher der 
mehrverbrauch den die Leckströme im Durchschnitt verursachen würden.

: Bearbeitet durch User
von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Fritz F. schrieb:
> Die CR2032 vertragen höchstens 10mA. Da muss eigentlich ein kleiner
> Schutzwiderstand davor

Den hat die CR2032 bereits eingebaut. :-))

> und ein großer Stützelko dahinter. Vielleicht
> sogar ein Cap, denn wenn ich mit dem Motor gegen einen Anschlag fahre,
> dann wäre ja alles aus

Nimm doch zwei Kondensatoren, entkoppelt mit einer Schottky-Diode.

Dann hat der Controller noch Spannung, wenn der Motor an den Anschlag
gefahren ist.

Was genau spricht eigentlich gegen ein paar popelige LR44?  Ob man die
auch in der Kleinstadt bekommt, ist ohnehin eigentlich wurscht, wenn
du dir davon ein paar hinlegst.  Dann wäre aber auch die CR123 wieder
im Rennen. ;)

von Schreiber (Gast)


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Fritz F. schrieb:
> Ja lustig. Diese CR123 war gerade neulich eine leer in der Fernbedienung
> für das Garagentor. Die wollten in der Kleinstadt 7€ dafür. Diese
> Batterien gibt es natürlich auch bei ebay für 1,95€ aber sind generell
> wesentlich schwerer zu beschaffen als eine LR03 / AAA vom ALDI für 0,2€.

Man könnte es sich natürlich noch einfacher machen und ein größeres 
Gehäuse drucken. Da passen dann ganz bequem 2*AA rein und alle Probleme 
sind gelöst.

Fritz F. schrieb:
> Bei meinem Ansatz handelt es sich um ein paar Standard-Module, die mit
> ein paar wenigen Kabeln verbunden sind. Das fühlt sich zugegebener Weise
> dann eher so an, wie ein LED Licht vom 1€-Markt. Wenn man es schlau
> macht funktioniert es aber auch.

Einen Tiny85 und etwas Hühnerfutter kann man auch auf einen Rest 
Lochraster fädeln. Wird kompakter und zuverlässiger.

von Fritz F. (fritz_f)


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Karl I. schrieb:
> Der Schaltplan den ich oben gepostet habe enthält eine Lösung für die
> 1,8V Mindestspannung des Timers bei Bertieb aus einer Zelle. In der Zeit
> in der der Step-up-converter läuft, wird ein Kondensator (C28) geladen,
> der den Timer und den Load-Switch während der sleep-Zeit versorgt (pin 2
> und 3 des Solder-Jumpers verbunden).

Die Schaltung hatte ich mir schon angeschaut aber als ich im Datenblatt 
las, dass der TPL5111 1,8V braucht, war ich weg. Etwas zu früh 
vielleicht. jetzt verstehe ich das. Im Grunde wäre es genau die 
Schaltung, die mein gewünschtes Modul implementiert mit Ausnahme der 
3.3v anstatt 5V die sie liefert.

ʘ GND ist klar.
ʘ BAT ist am JP8 Anschluss
ʘ VOUT wäre das 3.3V VOUT vom TPS6122X
ʘ SLEEP ist das DONE auf der linken Seite.

So wie es ausschaut kann aber doch der TPS22860 die niedrige 
Batteriespannung nicht schalten nach Datenblatt - oder?

: Bearbeitet durch User
von Fritz F. (fritz_f)


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Jörg W. schrieb:
> Was genau spricht eigentlich gegen ein paar popelige LR44?

Nur 120 mAh-145 mAh Alkali 1.5V. Leider zu wenig.

von Manfred (Gast)


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Fritz F. schrieb:
> Die CR2032 vertragen höchstens 10mA. Da muss eigentlich ein kleiner
> Schutzwiderstand davor und ein großer Stützelko dahinter. Vielleicht
> sogar ein Cap, denn wenn ich mit dem Motor gegen einen Anschlag fahre,
> dann wäre ja alles aus
Du hast es nicht verstanden oder es wurde nicht klar genug formuliert: 
Die CR2032 kommt zusätzlich hinein. An dieser hängt nur der 
Controller, der überwiegend schläft. Wacht er auf, schaltet er den 
Wandler an der AAA ein und die Leistung kommt von dort. Legt man es 
schaltungstechnisch geschickt an, würde während der Arbeitsphase die 
CR2032 Lastfrei.

von Fritz F. (fritz_f)


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Fritz F. schrieb:
> So wie es ausschaut kann aber doch der TPS22860 die niedrige
> Batteriespannung nicht schalten nach Datenblatt - oder?

Ein weiteres Problem könnte sein, dass der Taster potentiell den Ausgang 
vom TPS22860 an die Batterie legt, also quasi die hochgepumpte Spannung 
aus dem Elko C28 wieder einspeist.

von Fritz F. (fritz_f)


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Manfred schrieb:
> Du hast es nicht verstanden oder es wurde nicht klar genug formuliert:
> Die CR2032 kommt zusätzlich hinein.

Ok verstanden. Diese CR2032 wäre so zu sagen die (Not-)Stromversorgung 
des µC.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Fritz F. schrieb:
> Jörg W. schrieb:
>> Was genau spricht eigentlich gegen ein paar popelige LR44?
>
> Nur 120 mAh-145 mAh Alkali 1.5V. Leider zu wenig.

Du schriebst eingangs, dass du 21 mAh benötigst.  Warum sind dann
jetzt 120 mAh zu wenig?

von Fritz F. (fritz_f)


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Fritz F. schrieb:
> Ein weiteres Problem könnte sein, dass der Taster potentiell den Ausgang
> vom TPS22860 an die Batterie legt, also quasi die hochgepumpte Spannung
> aus dem Elko C28 wieder einspeist.

Habe mich geirrt - er schaltet ja die Batteriespannung durch (wenn er 
das kann)

von Fritz F. (fritz_f)


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Jörg W. schrieb:
> Du schriebst eingangs, dass du 21 mAh benötigst.  Warum sind dann
> jetzt 120 mAh zu wenig?

Fritz F. schrieb:
> Der Motor wird also im Jahr etwa 20*2*5*365/60/60/1000 = 21 mAh bei 5V
> benötigen. Das sind bei 1,5V und 100% Wirkungsgrad grob etwa 21/1,5*5 =
> 70 mAh an 1,5v. Einmal angenommen wir spendieren dem ATTiny noch einmal
> die gleiche Energie wie dem Motor zur Steuerung und runden auf 200mAh
> pro Jahr auf, dann bleiben bei einer guten 1,5V Alkaline Batterie mit
> 1200 mAh Kapazität noch etwa 1000mAh für das Schlafen übrig.

Also die 21mAh waren auf 5V bezogen und nur auf die Arbeitsphase. 
Angenommen die Schaltung würde mit 3x LR44 versorgt werden, dann blieben 
noch etwa 8µA (100mAh - 20mAh = 80 mAh umgerechnet auf das Jahr) für den 
Dauerbetrieb übrig. Schon sehr knapp aber es ginge.

von Karl I. (karl_i)


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Also mit einer Sleep-zeit von ca. 30 Sekunden lief die Schaltung schon. 
Der TPS22860 kann die Batteriespannung schon schalten, es muss nur 
V_bias größer als die zu schaltende Spannung an V_in sein, die liegt 
aber auch auf dem Niveau der Kondensatorspannung. Es muss wieder 
eingeschalten werden bevor die Kondensatorspannung die Batteriespannung 
oder die 1,8V Spannung für den Timer unterschreitet.

Für die Maximale Sleep-Zeit ist neben den Strömen für den Timer (35nA 
Typ, je nach Temperatur und Spannung), dem Leckstrom in V_bias des 
TPS22860 (10 nA typ, auch hier Temperatur wichtig), noch der Sperrstrom 
der Diode (deswegen eher keine Schottky), und die Leckströme der 
einzelnen Kondensatoren C29, C28, C36 zu berücksichtigen.

Als Step-Up-Converter müsstest du natürlich einen für 5V verwenden, wenn 
deine Schaltung das benötigt. Timer und Load-Switch können das. Es gibt 
eine 5V version von dem Regler den ich verwende (TPS61221 bzw. TPS61222 
für 5V), aber da hast du ja schon etwas.

Um zm Sterten einmal kurzzeitig die Batteriespannung durchzuschalten 
reicht ein kleiner Smd-taster locker.

: Bearbeitet durch User
von Karl I. (karl_i)


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>  ʘ VOUT (bis 500mA belastbar, Spannungsabfall max 0.01V)
Das wird natürlich eng, der TPS22860 geht bis 200mA, aber 20 milliohm 
On-Resistance sind Utopisch. Vielleicht findest du ein kleines 
Reed-Relais mit geringem Spulenstrom, das der Mikrocontroller schaltet 
wenn der Motor gebraucht wird. Es könnte dann den TPS22860 brücken und 
würde zu ein paar mA mehr Strom führen in der Zeit in der der Motor 
läuft.

Aber warum das sein muss verstehe ich nicht, nach deinen bisherigen 
Angaben sollten 200mA doch reichen, und den Spannungsabfall am 
Load-Switch kompensiert der Regler. Bis zu einem gwissen Punkt 
jedenfalls, aber an dem ist der Innenwiderstand der Batterie vermutlich 
das größere Problem.

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


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Fritz F. schrieb:
> Nach langer Überlegung werde ich das Pololu Booster Modul doch ersetzen
> müssen durch ein eigenes Modul mit einem Texas Instruments TPS6120x.
> Dieser hat einen Shutdown-Eingang, der auch seinen Namen verdient und
> damit kann ich die aufwändige Suche nach einem Leistungsschalter dann
> einstellen.

Ach guck mal, da kommt ja doch noch ein bißchen Flexibilität. Falls du 
dich nicht erinnerst: allein ich habe dir das bereits zweimal 
vorgeschlagen. Andere ebenfalls (zähle ich jetzt nicht nach). Soviel zum 
Thema "keiner will dir helfen".

Zugegeben, der Spruch von mir war ein bißchen gemein. Aber bis du dann 
endlich mal die Karten auf den Tisch gelegt hast, daß du nämlich das 
Design gar nicht mehr grundlegend ändern kannst, bist du mir einfach 
nur lernresistent erschienen.

Nachdem dir jetzt schon zum wiederholten Male eine Zweitbatterie für die 
Versorgung (ausschließlich!) des µC vorgeschlagen wurde, um das Problem 
eines durchlaufenden Mikropower-Stepups zu eliminieren, schaffst du es 
ja vielleicht, auch hier über deinen Schatten zu springen und guten Rat 
auch dann anzunehmen, wenn er nicht deiner eigenen Lösungsidee folgt.

von Winfried M. (win)


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Axel S. schrieb:
> schaffst du es
> ja vielleicht, auch hier über deinen Schatten zu springen und guten Rat
> auch dann anzunehmen, wenn er nicht deiner eigenen Lösungsidee folgt.

Es gibt einige Erfindungen, die hätte es nie gegeben, wenn nicht jemand 
dickköpfig bei seiner Idee geblieben wäre und stattdessen konform das 
gemacht hätte, was die meisten geraten haben, weil es naheliegend war.

Das muss nicht schlecht sein und lernen tut man auf jeden Fall auch was 
bei.

Schlussendlich wissen wir doch alle nicht, was langfristig gesehen das 
Beste ist und wohin es uns führt.

: Bearbeitet durch User
von Keller Im (Gast)


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Das ist doch keine Erfindung.
Alles soll billigst sein
Alles ist durchdacht bzw mit
Standardbauteilen machbar,
ausser der Stromversorgung.

Das ist doch wie ein E-Autochen,
welches 1000 km am Stück fahren
soll. Geht nicht wegen E-Saft.

Feierabend.

von Fritz F. (fritz_f)


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Es gibt eben verschiedene Denkweisen. Ich fasse einmal zusammen an was 
ich festhalten möchte:

a) Verwendung von fertigen und einfach zu besorgenden Baugruppen
b) LR03
c) 5V

Alles was ich brauche ist eine weitere Baugruppe und Karl Itschgül hat 
eigentlich genau die Schaltung, die das grundlegend leisten kann 
aufgezeigt.
Der TPL5111 (Ultra Low Power System Timer) in Kombination mit einem 
TPS22860 (Ultra-low leakage load switch) gefällt mir sehr gut.

Ich könnte mir vorstellen als Anpassung, den Wandler raus zu lassen und 
die Hauptversorgung anderen Modulen zu überlassen. Den Strom für den 
TPL5111 und TPS22860 würde man durch eine einfache Ladungspumpe 
erzeugen. Dann entfiele auch das Problem mit dem initialen Tasterdruck. 
Als Ladungspumpe kann man natürlich wieder einen schönen Chip nehmen 
oder die Philips-Pumpschaltung mit dem 74LV132 von hier:

http://www.nxp.com/documents/application_note/AN10218.pdf


Eure Gedanken?

von DraconiX (Gast)


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Also ich finde es sehr interessant und bin sehr gespannt ob es 
funktioniert. Ob es nun "eine Erfindung" oder eine "dumme Idee" ist - 
ist was völlig nebensächliches.

Es hat es sich so vorgenommen und ich finde es sehr sportlich und gut 
das er da dran bleibt und es so versucht.

von batman (Gast)


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Versorgung aus 1 Zelle ist ja eigentlich nix Neues. Spannend wirds nur, 
wenn man fehlende Grundkenntnisse und suboptimale Komponentenauswahl 
durch Haufen von Modulen und Chips ausgleicht, wo normal einer gereicht 
hätte. >:)

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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batman schrieb:
> wo normal einer gereicht hätte

Welcher hätte denn diese Aufgabe deiner Meinung nach mit einer
Zelle erfüllt?

Irgendwelche Behauptungen aufstellen kann jeder …

von Fritz F. (fritz_f)


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batman schrieb:
> fehlende Grundkenntnisse

Leute - ich bin Dipl. Inf. und habe 2 Semester Elektrotechnik gehört zum 
Spass. In den 80ern habe ich für ein LCD Display von Pollin (ja die gab 
es schon, in einer Ansammlung von Heuschuppen) eine eigene Ansteuerung 
gebaut mit Schieberegistern Speicher usw. Da war ich 15 Jahre alt. Ich 
glaube nicht, dass man davon ausgehen kann, dass ich fehlende 
Grundkenntnisse habe.

von Old P. (Gast)


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Fritz F. schrieb:

> Ja genau, es gibt keine Platine - die Schaltung besteht nur aus
> Verbindungskabeln zwischen den Boards.

Finde den Widerspruch in den beiden Aussagen... ;-)

Beitrag #4967711 wurde von einem Moderator gelöscht.
von batman (Gast)


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Jörg W. schrieb:
> batman schrieb:
>> wo normal einer gereicht hätte
>
> Welcher hätte denn diese Aufgabe deiner Meinung nach mit einer
> Zelle erfüllt?
>
> Irgendwelche Behauptungen aufstellen kann jeder …

Wenn man ein bischen blättert, findet man Komponenten, die 
zusammenpassen. Controller wurde ja schon genannt, Solarmotor für 1V,.. 
KEIN(0) Wandler.

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


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Winfried M. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> schaffst du es
>> ja vielleicht, auch hier über deinen Schatten zu springen und guten Rat
>> auch dann anzunehmen, wenn er nicht deiner eigenen Lösungsidee folgt.
>
> Es gibt einige Erfindungen, die hätte es nie gegeben, wenn nicht jemand
> dickköpfig bei seiner Idee geblieben wäre und stattdessen konform das
> gemacht hätte, was die meisten geraten haben

Das ist Blödsinn. Der TE erfindet doch überhaupt nichts. Es ist sogar 
sein erklärtes Ziel, mit Modulen(!) auskommen zu wollen, die er nur 
passend kombiniert. Aus meiner Sicht ist er damit klar erkennbar auf dem 
Holzweg. Die Halbleiterphysik ist derzeit schlicht nicht so weit, daß 
sie die Bauelemente bieten könnte, die er für seinen Lösungsweg braucht.


Fritz F. schrieb:
> Es gibt eben verschiedene Denkweisen.

Ich hätte eher gesagt: es gibt Wege die zum Ziel führen und welche, die 
das nicht tun.

> Ich fasse einmal zusammen an was
> ich festhalten möchte:
>
> a) Verwendung von fertigen und einfach zu besorgenden Baugruppen
> b) LR03
> c) 5V
>
> Alles was ich brauche ist eine weitere Baugruppe und Karl Itschgül hat
> eigentlich genau die Schaltung, die das grundlegend leisten kann
> aufgezeigt.
> Der TPL5111 (Ultra Low Power System Timer) in Kombination mit einem
> TPS22860 (Ultra-low leakage load switch) gefällt mir sehr gut.

Der TPS kann schon mal nicht das, was du willst. Betriebsspannung muß 
laut Datenblatt mindestens 1.65V sein. Die hast du schon mal nicht. Bei 
1.65V hat er einen R_on von ca. 3R. Bei 3.3V immer noch ca. 1R. Deine 
Forderung weiter oben war 500mA und maximal 0.01V am Switch. Das wären 
dann 20mR. Fällt dir was auf?

Wenn du lediglich bestenfalls 1.5V und schlimmstenfalls 0.9V hast, dann 
ist ein extra Loadswitch illusorisch. Vor allem dann, wenn es Stepups 
mit Shutdown und true load disconnect gibt, die den Loadswitch 
komplett überflüssig machen.

Der Timer läuft auch erst ab 1.8V. Wenn du aber sowieso 1.8V (oder doch 
eher 3.3V?) für die durchlaufenden Komponenten bereitstellen mußt, dann 
kann das auch gleich dein µC übernehmen. Bei 1.8V läuft der noch. Und ob 
du nun 35nA für den TPL oder ein paar µA für den µC zuppelst, ist am 
Ende egal, weil beides in der Größenordnung liegst wie die 
Selbstentladung der Batterie(n).

> Eure Gedanken?

Ich habe dir alles dargelegt, was aus meiner Sicht gangbare Wege sind. 
Wenn du statt dessen weiter herumwurschteln willst - bitte. Ist ja deine 
Zeit und dein Projekt. Für mich ist hier EOD.

Beitrag #4967752 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Fritz F. (fritz_f)


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Axel S. schrieb:
> Für mich ist hier EOD.

Danke für Deinen Beitrag.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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batman schrieb:
> Controller wurde ja schon genannt,

Genau.  Einer, von dem man dann feststellen darf, dass er keinen Flash
besitzt, weil genau da eben der Pferdefuß ist: Elektronik bei nur noch
1 V ist nicht so trivial, wie man es in einer lapidaren Behauptung
dahin werfen kann.

Beitrag #4967784 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Fritz F. (fritz_f)


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ZUSAMMNEFASSUNG

Ein µC soll 3-4 mal am Tag einen kleinen Motor (5V 20ma) für
max. 2s betätigen und ansonsten schlafen. Die Schaltung soll
für ein Jahr an einer Alkaline LR03 laufen.

Ein Prototyp konnte bereits mit einem Eneloop 1800mAh Akku
und folgenden Bauteilen eine Woche laufen und zum Test den
Motor 200 mal am Tag auslösen:

LilyPad
https://www.sparkfun.com/products/10274

Pololu Motortreiber
https://www.pololu.com/product/2130

Pololu Booster
https://www.pololu.com/product/798

Der Motor ist dieser:
Ebay-Artikel Nr. 262478931617

Eine Amortisationsrechnung ergab, dass etwa 200mAh für das Betätigen
des Motors verbraucht werden und 1000mAh für den Ruhestrom der obigen
Schaltung.

Das aktuelle Ziel ist es, ein zusätzliches Modul zu entwerfen, das
die Batteriespannung für die oben angegebene Schaltung in einem
Taktverhältnis trennt, so dass ein jährlicher Betrieb amortisiert
ermöglicht wird.

ʘ GND
ʘ BATIN (0.9V...1.5V)
ʘ BATOUT (max 0.1V Abfall bei Typ 50mA)
ʘ HOLD (Logic HIGH -> nicht schlafen)

Das Modul kann seinen Eigenverbrauch der Batteriespannung entnehmen.
Dieser muss jedoch so gering sein, dass er weit unterhalb von
1000mAh@1.5v der Batterie für ein ganzes Jahres bleibt.

Ist es möglich, ein solches Modul zu entwickeln und wenn nein, warum?

von Bastler (Gast)


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Meine Güte, so viel Zeit vergangen und immer noch das gleiche Problem?

Es ist doch schon lange klar, dass ein auch für den Motor ausreichender 
Stepup im Leerlauf des μC einen zu hohen Strom aufnimmt um mit einer 
Alkalizelle AAA auszukommen.

Eine Lösung mit noch einem und noch einem Zusatzbaustein um das Problem 
zu lösen wird beliebig komplex und macht dann auch Platzprobleme. Nützt 
also auch nix.

Was bleiben für grundlegende Möglichkeiten?

1. Höhere Spannung, so dass wenigstens der μC davon läuft. Ob Stepup, 
2xAlkali, Li oder LiIon ist erstmal egal! Wenn Stepup dann 
Leerlaufproblem und extra Module?

2. Anderen μC, der mit 1x Alkalizelle problemlos läuft.

Alles Andere ist doch Humbug! Wird nur unnötig komplex und so weiter. 
Dass es das nicht zum aus DIY-Modulen zusammenstecken gibt stimmt - aber 
wenn man das haben will hätte man vorher die verfügbaren Module checken 
sollen...

von Fritz F. (fritz_f)


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Bastler schrieb:
> Es ist doch schon lange klar, dass ein auch für den Motor ausreichender
> Stepup im Leerlauf des μC einen zu hohen Strom aufnimmt um mit einer
> Alkalizelle AAA auszukommen.

Habe ich gemessen. Der Motor läuft. Gesamtverbrauch der Schaltung 
45mA@1.5V. Es geht also bereits mit den angegebenen Bauteilen.

Es stellt sich nur noch die Frage um die Realisierbarkeit des 
amortisierenden Moduls.

: Bearbeitet durch User
von (ein anderer) Fritz (Gast)


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Möglich ist das auf jeden Fall, nur nicht sinnvoll.
Anstatt ein Modul zu entwickeln, das deine vorhandenen (aber eben nicht 
wirklich passenden) Module so wie du willst verbindet, ist es sinnvoller 
ein Modul zu entwickeln, das gleich das macht was du willst.

Also z.B. ein MCP16251/2 (Step Up Regler mit typ 14µA Ruhestrom), ein 
ATTiny, ein diskreter Motrotreiber und etwas Hühnerfutter. In der Summe 
einfacher als dein gefordertes Spezialverbindungsmodul.

von batman (Gast)


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Jörg W. schrieb:
> batman schrieb:
>> Controller wurde ja schon genannt,
>
> Genau.  Einer, von dem man dann feststellen darf, dass er keinen Flash
> besitzt, weil genau da eben der Pferdefuß ist: Elektronik bei nur noch
> 1 V ist nicht so trivial, wie man es in einer lapidaren Behauptung
> dahin werfen kann.

Naja, die meisten Prozessoren laufen wohl unter 1V, meiner im PC gerade 
bei 0,8V. Die Technik ist nicht neu.

Aber wenn man unbedingt einen AVR und 1V will, versorgt man den eben per 
Ladungspumpe (ein Inverter mit etwas Hühnerfutter) läßt den als RTC 
durchlaufen und fedsch. Zähl ich auch als 1 Chip.

Abgesehen davon, daß man bei vernünftiger Planung wohl nicht an einer 
Zelle gespart hätte, wenn es schon am Know-How mangelt.

von Andreas S. (igel1)


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Hi Leute,

habe nur Teile des Threads gelesen, bitte seht's mir daher nach,
wenn ich hier bereits gemachte Vorschläge nochmals aufwärme:

Du könntest die Schaltung evtl. ohne separaten Step-Up Wandler aufbauen.
Der Attiny würde in diesem Falle selbst den MOSFET eines diskret
aufgebauten Boost-Converters schalten.

Eine entsprechende Schaltung habe ich vor 6 Jahren (oh Gott - wie
die Zeit verrennt ...) hier im Forum eingestellt:
Beitrag "Atmega kurzzeitig aus Kondensator betreiben - geht das ?"

Diese Schaltung könntest Du leicht abwandeln, indem Du die gepumpte
Spannung in einem Kondensator zwischenspeicherst und nur dann
pumpst, wenn die Kondensatorspannung auf 2V gefallen ist.
Den Rest der Zeit kannst Du "verschlafen".

Und wenn denn mal der Motor geschaltet werden muß, so pumpst Du
halt ein bisschen fleißiger und ein bisschen länger alles ist gut.
Den Anlaufstrom so eines Kleinmotors bitte nicht übersehen.

Ich gebe allerdings zu, dass Du Dir für das "Startproblem" der
Schaltung noch einen kleinen Kniff überlegen mußt, weil ich dafür einen
separaten Taster verwendet habe (quasi wie die Kurbel bei der
Ente früher), den Du Dir vermutlich sparen willst.
Evtl. kann man dieses Problem aber über das "Prellen" beim
Einlegen der Batterie irgendwie lösen.

Viele Grüße

Igel1

von Fritz F. (fritz_f)


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(ein anderer) Fritz schrieb:
> Möglich ist das auf jeden Fall, nur nicht sinnvoll.
> Anstatt ein Modul zu entwickeln, das deine vorhandenen (aber eben nicht
> wirklich passenden) Module so wie du willst verbindet, ist es sinnvoller
> ein Modul zu entwickeln, das gleich das macht was du willst.
>
> Also z.B. ein MCP16251/2 (Step Up Regler mit typ 14µA Ruhestrom), ein
> ATTiny, ein diskreter Motrotreiber und etwas Hühnerfutter. In der Summe
> einfacher als dein gefordertes Spezialverbindungsmodul.

Okay - also die Idee ist, einen µC zu nehmen.

Sagen wir einen ATtiny43U für etwa 1,8€, der mit seinem internen Wandler 
auch noch die 3.3V 20mA bereit stellen kann für einen Switch. Das ist 
günstig.

Stellt sich dann nur die Frage, ob es einen Switch gibt, der mit 
3.3V@20mA Versorgungsspannung die Batterie schalten kann.

Das sollte doch kein Problem sein?!

von Fritz F. (fritz_f)


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Andreas S. schrieb:
...
> Eine entsprechende Schaltung habe ich vor 6 Jahren (oh Gott - wie
> die Zeit verrennt ...) hier im Forum eingestellt:
> Beitrag "Atmega kurzzeitig aus Kondensator betreiben - geht das ?"

Deinen Beitrag hatte ich gelesen und der ist auch sehr spannend.

> Diese Schaltung könntest Du leicht abwandeln, indem Du die gepumpte
> Spannung in einem Kondensator zwischenspeicherst und nur dann
> pumpst, wenn die Kondensatorspannung auf 2V gefallen ist.
> Den Rest der Zeit kannst Du "verschlafen".
>
> Und wenn denn mal der Motor geschaltet werden muß, so pumpst Du
> halt ein bisschen fleißiger und ein bisschen länger alles ist gut.
> Den Anlaufstrom so eines Kleinmotors bitte nicht übersehen.

Ich finde solchen unorthodoxen Ansätze einfach klasse.

Bei meinem Projekt hier will ich aber nur einfachste Vorgehensweise
haben. Derzeit treffe ich ja nach dem Booster noch nicht einmal
besondere Stromspar-Vorkehrungen was mir hier auch viele ankreiden.

>
> Ich gebe allerdings zu, dass Du Dir für das "Startproblem" der
> Schaltung noch einen kleinen Kniff überlegen mußt, weil ich dafür einen
> separaten Taster verwendet habe (quasi wie die Kurbel bei der
> Ente früher), den Du Dir vermutlich sparen willst.
> Evtl. kann man dieses Problem aber über das "Prellen" beim
> Einlegen der Batterie irgendwie lösen.

Durch das Prellen der Batterie. Ja klasse. Wirklich. Keine Ahnung wie
stabil man dann so etwas im Dauerbetrieb bekommt. Aber das bedeutet
wahrscheinlich leider viel Programmierung. Ein Chip wäre mir dann
lieber.

Grüße

von (ein anderer) Fritz (Gast)


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Fritz F. schrieb:
> Okay - also die Idee ist, einen µC zu nehmen.
>
> Sagen wir einen ATtiny43U für etwa 1,8€, der mit seinem internen Wandler
> auch noch die 3.3V 20mA bereit stellen kann für einen Switch. Das ist
> günstig.
>
> Stellt sich dann nur die Frage, ob es einen Switch gibt, der mit
> 3.3V@20mA Versorgungsspannung die Batterie schalten kann.
>
> Das sollte doch kein Problem sein?!

Ne, die "Idee" ist es die Batteriespannung mit einem sparsamen Step-Up 
Regler auf 5V zu bringen und den Motortreiber diskret aufzubauen. Dann 
ist gleich gar kein Switch o.ä. notwendig.

Beitrag #4967897 wurde von einem Moderator gelöscht.
von IchGlaubeEsNicht (Gast)


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In den drei Tagen Gelaber hätte man das Ganze bestimmt sinnvoll neu 
aufsetzen können.

von noreply@noreply.com (Gast)


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Fritz F. schrieb:
> Aber das bedeutet
> wahrscheinlich leider viel Programmierung.

There is no free lunch.

Wenn man es drauf (Controllerprogrammierung advanced, Verständnis von 
Schaltreglern) hat.
- 1 Controller
- 1 Stepup-Wandler (L, MosFet, Schottky-Diode, Kapazität mit hoher 
Speicherfähigkeit) für den Controller, den der Controller selbst 
auflädt. Für den einmaligen Start muß der Controller halt seine 2,x Volt 
irgendwie bekommen, danach ist er selbst verantwortlich.
- 1 Stepup-Wandler für den Motor, der vom Controller betrieben wird.

Einfacher Weg.
- Zwei Zellen, wie beim elektronischen Thermostat bei Heizkörpern.

von batman (Gast)


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noreply@noreply.com schrieb:
> irgendwie bekommen,

Klingt nach einem guten Plan.

von noreply@noreply.com (Gast)


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von noreply@noreply.com (Gast)


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batman schrieb:
> Klingt nach einem guten Plan.

Oder einen Stepup-Wandler, den den Controller im Betrieb abschaltet, 
standby oder was auch immer. Soll ich Datenblätter vorlesen?

Oder einen Nerd, der nach Batteriewechsel mal kurz eine zweite 3 Volt 
Batterie an einen Stecken hinhält.

Oder einen RoyerKonverter.

von Martin Netz (Gast)


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noreply@noreply.com schrieb:
> Soll ich Datenblätter vorlesen?

Wenn Du eine schöne sonore Stimme hast, gern!
Oh ja, das wäre super! Du kannst sie dann bei Librivox hochladen.


https://librivox.org/search?primary_key=3&search_category=language&search_page=1&search_form=get_results

Martin

von Joachim B. (jar)


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Fritz F. schrieb:
> AAA Zelle 1.5V 1200mAh direkt an
>  Booster Pololou MCP1402 5V

wenn das mal kein Trick ist um die Verkaufszahlen zu pushen

ich habe eben mal 2 Stück bestellt und halte an meiner Idee fest:
Beitrag "Re: ATTiny85 an einer einzelnen AAA Batterie 1 Jahr mindestens"

LG

von Philipp K. (philipp_k59)


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Joachim B. schrieb:
> ich habe eben mal 2 Stück bestellt und halte an meiner Idee fest:

ich glaube das wird an irgendwas anderem scheitern woran keiner gedacht 
hat, zum Beispiel den Wirkungsgrad des Polulu außerhalb der Specs :D

Den besten Wirkungsgrad wird man nur mit einer kleinen TripleA ähnlichen 
Lithium Batterie 3,6V erreichen.. da kann dann der Attiny alleine laufen 
und der Polulu verbrät nicht allzuviel.

Was sagt denn der TO zur Messung bei 1,5 V am Polulu.. Strom dahinter, 
Strom davor?

ich halte das mit einem Stepup für ne Tontaube.. Sage aber nicht das es 
nicht funktioniert..

von Joachim B. (jar)


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Philipp K. schrieb:
> ich halte das mit einem Stepup für ne Tontaube..

ich glaube ja auch nicht so recht dran, will es aber mal probieren.

von Winfried M. (win)


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Fritz F. schrieb:
> Der 1402 arbeitet, wie viele andere Booster auch, mit VBAT - SPULE -
> VOUT im Schaltbild. Das bedeutet, der 1402 kann den Strom gar nicht
> trennen zwischen dem Eingang und dem Ausgang, sondern nur seinen
> Eigenverbrauch reduzieren. Es liegt also auch bei Disabled der komplette
> Batteriestrom an. Daher war der gemessene Strom auch sinnlos und ich
> habe den nicht angegeben.

Hab mir den NCP1402 nochmal angeschaut. Ich weiß nicht so recht, was du 
damit meinst mit "Strom gar nicht trennen".

Nehmen wir ein Design, wo du z.B. einen 1000uF am Ausgang hast und dort 
hängt auch der Prozessor. Der Stepup startet automatisch, lädt den 
Kondensator auf 5 V auf, der Prozessor läuft. Nun kann der Prozessor 
über den CE-Eingang den NCP1402 abschalten. Den lässt er so lange 
abgeschaltet, bis die Spannung auf 2V runter ist. Dann wird der wieder 
kurz enabled.

So lange UOut am Kondensator höher ist als UIn fließt kein Strom aus der 
Batterie bzw. nur ein kleiner Reststrom zur Eigenversorgung des NCP1402.

Du müsstest nur den CE so anschalten, dass der hochohmig ist, so lange 
der Prozessor noch nicht läuft. Da lässt sich was finden.

von Fritz F. (fritz_f)


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Winfried M. schrieb:
> So lange UOut am Kondensator höher ist als UIn fließt kein Strom aus der
> Batterie bzw. nur ein kleiner Reststrom zur Eigenversorgung des NCP1402.

Leider nein. Im Schaltplan vom Pololu Board sieht man eine direkte 
Verbindung von VIN über Spule und Diode nach VOUT. Da fliest also in 
jedem Fall die Spannung aus der Batterie direkt in die Schaltung. Der 
NCP1402 ist vielleicht einfach nicht der richtige Step-Up Regler für so 
eine Aufgabe. Der Texas Instruments TPS6120x trennt zum Beispiel 
komplett.

von Fritz F. (fritz_f)


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Philipp K. schrieb:
> Was sagt denn der TO zur Messung bei 1,5 V am Polulu.. Strom dahinter,
> Strom davor?

Ich habe nur den Strom davor, also direkt zur Batterie, gemessen:

* 4mA ohne Motor
* 46mA Motor läuft
* 108mA Motor blockiert - die Spannung vom Pololu bricht auf 2,58V 
zusammen.

von batman (Gast)


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Fritz F. schrieb:
> Da fliest also in
> jedem Fall die Spannung aus der Batterie direkt in die Schaltung.

Ähm mal ein bischen Physik. Man muß keinen Stopfen in den Abfluß 
stopfen, damit das Wasser aus dem Kanal nicht in die Wanne zurückfließt.

So ähnlich verhält sich das in der E-Technik mit Spannung (Potential) 
und Strom (-Fluß)... Aber ich will nicht schon das Ende des 
(Physik-)Buches verraten. :)

von Winfried M. (win)


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Fritz F. schrieb:
> Leider nein. Im Schaltplan vom Pololu Board sieht man eine direkte
> Verbindung von VIN über Spule und Diode nach VOUT.

Ja, aber die Diode ist in Sperrichtung, so lange VOut > VIn. Da fließt 
kein Strom von der Batterieseite nach VOut! Von Restströmen mal 
abgesehen.

: Bearbeitet durch User
von Stefan K. (stefan64)


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Darf ich vielleicht mal fragen, welchen Grund es gibt, die Spannung so 
kompliziert abzuschalten?

* Der Motortreiber hat einen Sleep-Eingang.
* Der ATTiny85 ist im niedrigen uA-Bereich zu betreiben.
* Stepup-Regler aus einer Batteriezelle wurden bereits genannt 
(TPS61...)

Eine solche Schaltung läuft über ein Jahr, ohne dass irgendwo die 
Versorgung geschaltet wird, jedenfalls wenn alle Sleep-Möglichkeiten 
sorgfältig benutzt werden (Tiny85 im Powerdown Mode mit WatchdogTimer 
enabled - 4uA).


Gruß, Stefan

von Roland E. (roland0815)


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Ich hab jetzt nicht alles gelesen.
Warum keinen echten singlecellMCU zB MSP430 nehmen? Den Aufpreis des MCU 
spart man bei der Peripherie locker ein.

von Old P. (Gast)


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Roland E. schrieb:
> Ich hab jetzt nicht alles gelesen.

Dann tu das...

Old-Papa

von Fritz F. (fritz_f)


Angehängte Dateien:

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ZUSAMMENFASSUNG

Meine Schaltung werde ich nun nach angehängter Skizze überarbeiten. Es 
gibt drei Funktionsblöcke: "Booster", Arduino" und "Power Management".

Als Booster kommt einfach ein U1V11F5 von Pololu zu Einsatz, der auf dem 
Texas Instruments TPS6120x basiert wie er auch im Amazon-Dash Button 
verbaut ist. Dieser Chip ist mittlerweile sogar einzeln bei Conrad 
erhältlich, falls es jemand einzeln aufbauen will.

Die Arduino Schaltung wird Standard in 5V aufgebaut. Für die kurzen 
Betriebszeiten sind nicht einmal besondere Power-Management Vorkehrungen 
bei der Programmierung zu treffen. Der Arduino zieht PCTRL auf Low, wenn 
er nicht will, dass ihm vom Power Management der Saft abgedreht wird.

Das Power-Management besteht aus einem ATTiny13A, der aus einem großen 
Elko (evtl. auch Cap) gespeist wird und über die BIAS Leitung vom 
Ausgang des Boosters aufgeladen wird. Der ATTiny13A ist mit Bedacht auf 
geringen Stromverbrauch optimiert (vor allem Software). Sobald CTRL auf 
Low geht setzt der ATTiny13A seinen Watchdog, schaltet das Licht aus und 
geht in den Schlafmodus. Der Stromverbrauch kann dabei bis auf 5µA 
sinken, wodurch ein sehr langer Betrieb der Schaltung möglich wird. Nach 
dem Aufwachen schaltet er das Licht wieder ein. Möglich wäre auch eine 
komplexere Schnittstelle zwischen dem ATTiny13A und dem Arduino um 
beispielsweise Daten für die Zeit des Power-Down zwischenzuspeichern. In 
meinem Fall ist das unnötig.

Diese Schaltung ist vielleicht nicht so elegant aber hat für mich und 
vielleicht auf für andere Bastler mehrere Vorteile:

* Keine Platine notwendig
* Standard-Komponenten in D als Endkunde erhältlich
* 1-3 Zellen
* Unkomplizierte Programmierung im Hauptteil
* Energie-Management von der Hauptausgabe getrennt
* Klein
* Billige Stromquelle vom Supermarkt

Das Powermanagement kann man zum Beispiel auf einer kleinen 
Lochrasterplatine aufbauen oder sogar in der Luft, denn so viele 
Bauteile sind das nicht. Der ATTiny13A im DIL-Gehäuse kostet 1€, ein Cap 
kostet so etwa 075€. Die Ladeschaltung für den Cap sollte gegen 
Rückfluss mit einer Diode und einem Widerstand (Ladestrom!) gesichert 
werden. Der CTRL-Eingang über einen Schutzwiderstand, damit hier kein zu 
hoher Strom fliesst, sobald die Schaltung stromlos wird.

Falls hier noch breites Interesse besteht, werde ich dafür einen 
Schaltplan anfertigen und hochladen.

Schönen Sonntag

von Keller Im (Gast)


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Nur drei Fragezeichen ???
Alles klar ????

von Winfried M. (win)


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Die 5V-Versorgung des arduino sollte vom Rest getrennt werden können. 
Der sollte nur zugeschaltet werden, wenn gebraucht. Wenn also der 
Powermanager aufwacht und den Step-Up einschaltet, um sich neue Energie 
zu holen, darf nicht der arduino mitversorgt werden. Hat der 
Powermanager genug Energie, entscheidet er, ob überhaupt der recht 
Zeitpunkt ist, auch den arduino mal aufzuwecken. Vermutlich wird das nur 
alle x Powermanager-Refreshzyklen der Fall sein. Der Powermanager wacht 
ja spätestens alle paar Minuten auf, dein arduino muss vielleicht alle 
paar Stunden was tun.

Das lässt sich aber problemlos mit einem Mosfet oder meinetwegen auch 
mit so einem von dir erwähnten TPS22958 machen.

von Fensehkoch (Gast)


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> Was denkt Ihr?
Schmeiss das Gehäuse weg und druck ein anderes wo drei AA oder ne Litium 
reinpassen, alles andere wird viel zu teuer, funktioniert evt. doch 
nicht oder der Platz reicht wieder nicht.

von Fritz F. (fritz_f)


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Winfried M. schrieb:
> Das lässt sich aber problemlos mit einem Mosfet oder meinetwegen auch
> mit so einem von dir erwähnten TPS22958 machen.

Ja genau, dann brauche ich einen zusätzlichen Schalter.

Für meine Aufgabe wäre es jetzt kein Problem, wenn die Schaltung 
komplett hochkommt. Wenn man am Arduino einen externen Quarz hat dann 
dauert es in der Tat länger bis er einschwingt und dann könnte es 
tatsächlich insgesamt ungünstig werden.

Aus meiner Sicht wäre es ein Vorteil, wenn der Power-Managamement ATTiny 
nichts entscheidet und weiterhin unabhängig von der Hauptaufgabe bleibt.

von Joachim B. (jar)


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Fensehkoch schrieb:
>> Was denkt Ihr?
> Schmeiss das Gehäuse weg und druck ein anderes wo drei AA oder ne Litium
> reinpassen,

da wäre ein neues Gehäuse schon fertig,

oder hier kaufen?
Beitrag "[V] Handheld Gehäuse"

ich warte noch auf die stepups aus China und DANN ERST kann ich aufbauen 
ohne Gewähr das es klappt :)

: Bearbeitet durch User
von Bernd K. (bmk)


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Ich habe jetzt mal (weitgehend) alles gelesen.
Auf einen Vorschlag habe ich aber keine Reaktion gefunden:

https://www.akkuteile.de/efest-imr-10440-350mah-3-7v/a-101103/

Größe AAA, Gehäuse kann unverändert verwendet werden, Ideale 
Spannungslage, StepUp und sonstiges entfällt, Strom kann ordentlich 
geliefert werden.

Ist aber wahrscheinlich zu einfach.

von Keller Im (Gast)


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Ist aber wahrscheinlich zu einfach.
Ist einfach viel zu teuer für den TO

von Dieter F. (Gast)


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Keller Im schrieb:
> Ist aber wahrscheinlich zu einfach.

Ja - keine Herausforderung - lächerlich :-)

von Stromtuner (Gast)


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Ich hab mit MWAXIM eher schelchte Erfahrungen gemacht, wenn man 50 Stück 
braucht, gibt es die nicht. Mal ein, zwei Muster - ok. Gut, hier gibt es 
die Dinger bei Mouser, Farnell etc.

Ich wollte daher mal auf die LT-Parametric-Table hinweisen:

http://www.linear.com/parametric/Micropower_Boost#!cols_1036,2167,1035,1034,1367,1040,1033,1032!s_1040,0!gtd_!2167_%3C=1!1032_0.5!1033_4.5!1034_5.25

evtl. ist da was bei.
(Nein, ich habe nicht alles gelesen. Scheint mir alles leicht ungelenk, 
ich steck aber auch nicht komplett in der Thematik drinn)

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Stromtuner schrieb:
> Nein, ich habe nicht alles gelesen.

Merkt man.

Davon abgesehen, würden dem TE vermutlich die zwei Muster völlig
genügen.

von Stromtuner (Gast)


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Entschuldigung:
http://www.linear.com/product/LTC3429

Ich fang mal an zu lesen...

von Joachim B. (jar)


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Stromtuner schrieb:
> Ich fang mal an zu lesen...

musst du nicht ist 2-cell und damit aus dem Rennen!

von EdiR (Gast)


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Fritz F. schrieb:
> Es geht um einen
> Fütterungsautomat für Kleintiere (die werden nicht gegessen), der mobil
> sein muss.

Was mich interessieren würde: Wenn der Fütterungsautomat aus irgendeinem 
Grund versagen sollte, verhungern die Kleintiere dann?

von Keller Im (Gast)


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natuerlich !

und an Reibung im Getriebe hat er nicht gedacht

von Chris F. (chfreund) Benutzerseite


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Old P. schrieb:
> Haben AAA wirklich 1200mAh?

Zink-Kohle so 500mAh und Alkali 1000-1200mAh.

> Wie hoch ist die Selbstentladung dieser AAA-Zelle über ein Jahr?

Bei Akkus ist das echt ein Kriterium, bei so einer Alkalizelle sind es 
6-10%.

Also ich würde sagen 1200mAh ist enthusiastisch, da würde ich 
realistisch mit 0,9Ah ansetzen wenn es ein Jahr durchlaufen soll.

von Keller Im (Gast)


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…und wenn der Motor in seiner Abwesenheit blockieren sollte,
was dann ?


Amuesant ,hier zu lesen,das regt an… 8(

von Gerald (Gast)


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Bernd K. schrieb:

> https://www.akkuteile.de/efest-imr-10440-350mah-3-7v/a-101103/

> Ist aber wahrscheinlich zu einfach.

Ist aber wahrscheinlich zu unsicher.

>>> Efest IMR 10440 350mAh 3,7V ungeschützt
>>>
>>> Sicherheitshinweis:
>>> Bitte beachten Sie, dass Lithium Zellen nur durch fachkundige Personen
>>> verwendet werden dürfen. Bei falscher Handhabung bzw. Kurzschluss kann
>>> dies zu Brandentwicklung oder Explosion führen.

von Hmm (Gast)


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Also ich habe einen PIC24F32KA304 an einer einzelnen AA-Batterie am 
laufen.

Der betreibt ein passives LCD mit GPIOs, liest aus einem MCP9808 Werte 
aus und zeigt diese an. Der läuft auf 32kHz Systemtakt.

Die Batterielaufzeit der Schaltung ist deutlich über 1 Jahr.

Dazu wird folgender step-up-verwendet:
http://www.microchip.com/wwwproducts/en/MCP1640
Dieser erzeugt geregelte 3V3.

Das klappt so ganz gut. Die Stromaufnahme ist irgenwas um die 50µA im 
Betrieb (ohne Temperatursensor), das macht im Jahr 440mAh, für die 
Anzeige.
Das Temperaturmessen alle 5s kostet extra.

Und was ein PIC24 schafft, sollte ein Tiny auch können.
Mit dem Schaltregler sollte das kein Problem sein.

Eine Warnung:
Nur weil die Schaltung noch läuft, heißt das nicht, dass die Batterie 
noch nicht ausgelaufen ist. Der genannte Schaltregler säuft die Batterie 
derartig leer, dass sie auslaufen muss...

von Stromtuner (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> Stromtuner schrieb:
>> Ich fang mal an zu lesen...
>
> musst du nicht ist 2-cell und damit aus dem Rennen!

Die Beispielapplikation verwendet zwei Zellen, das ist richtig.
1
LTC3429 - 600mA, 500kHz Micropower Synchronous Boost Converter with Output Disconnect
2
Features
3
4
    Up to 96% Efficiency
5
    True Output Load Disconnect
6
    Inrush Current Limiting and Internal Soft-Start
7
    Low Voltage Start-Up: 0.85V
8
    Automatic Burst Mode® Operation with IQ ~ 20µA
9
    Continuous Switching at Light Loads (LTC3429B)
10
    Internal Synchronous Rectifier
11
    Current Mode Control with Internal Compensation
12
    Short-Circuit Protection
13
    500kHz Fixed Frequency Switching
14
    Input Range: 0.5V to 4.4V
15
    Output Range: 2.5V to 4.3V (Up to 5V with Schottky)
16
    Shutdown Current: <1µA
17
    Antiringing Control Minimizes EMI
18
    Tiny External Components
19
    Low Profile (1mm) SOT-23 Package

aber ist egal, der TE ist ja fast fertig mit seinem Teil
StromTuner

von Dieter F. (Gast)


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Gerald schrieb:
> Ist aber wahrscheinlich zu unsicher.

Ja, so wie Smartphones, IPads, ... :-)

von Chris F. (chfreund) Benutzerseite


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Dieter F. schrieb:
> Gerald schrieb:
>> Ist aber wahrscheinlich zu unsicher.
>
> Ja, so wie Smartphones, IPads, ... :-)

Wenn ich die Wahl habe ob ein IPad oder ein ATTiny einen 
Herzschrittmacher steuert, nehme ich nicht das IPad. :-P

von Gerald (Gast)


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Dieter F. schrieb:
> Gerald schrieb:
>> Ist aber wahrscheinlich zu unsicher.
>
> Ja, so wie Smartphones, IPads, ... :-)

Das ist nicht wahr.

Der Verkäufer verweist ausdrücklich darauf, dass der Akku nicht 
geschützt ist. Der Akku meines Smartphones hat eine Schutzschaltung.

von Dieter F. (Gast)


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Gerald schrieb:
> Das ist nicht wahr

Ja, für den Link - es gibt auch andere:

https://www.amazon.com/TrustFire-Rechargeable-Lithium-Battery-Protected/dp/B00KTTFN68

(Und ich sage nur SAMSUNG ...)

von Gerald (Gast)


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Dieter F. schrieb:
> Gerald schrieb:
>> Das ist nicht wahr
>
> Ja, für den Link - es gibt auch andere:

Mein Post (siehe oben) bezog sich selbstverständlich auf den verlinkten 
Akku. Das es andere - u. U. bessere - gibt, habe ich nicht in Zweifel 
gezogen.

> 
https://www.amazon.com/TrustFire-Rechargeable-Lithium-Battery-Protected/dp/B00KTTFN68
>
> (Und ich sage nur SAMSUNG ...)

Bei Samsung lag es nicht an der fehlenden Schutzschaltung sondern, wenn 
ich heise-online richtig verstanden habe, am Aufbau des Akkus.

von Bernd K. (bmk)


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Dieter F. schrieb:
> Ja, für den Link - es gibt auch andere:
>
> 
https://www.amazon.com/TrustFire-Rechargeable-Lithium-Battery-Protected/dp/B00KTTFN68
>
Vorsicht bei Kapazitätsangaben wie hier 600mAh.
Mehr als 350mAh ist bei den 10440 Zellen nicht machbar.
Und zu lang scheinen die auch zu sein.

von Dieter F. (Gast)


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Gerald schrieb:
> heise-online richtig verstanden habe, am Aufbau des Akkus.

Und an der mechanischen Anfälligkeit und an den Zuliefereren und ...

Aber die "Der Akku meines Smartphones hat eine Schutzschaltung" hatten 
auch eine Schutzschaltung lt. Angaben - oder?

Ist aber vollkommen wurscht - es gibt solche AAA Li-ion-Akkus - warum 
die nicht eingesetzt werden erschliesst sich meinem einfachen Geist 
nicht :-(

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