ATTiny Brown-Out Zeit

[Matthias T. (mati123)]

Hi,

ich habe eine Schaltung mit einem ATTiny 4313 und einem MP3-Modul, 
welche scheinbar ein Brown-Out-Problem hat.
Die Schaltung ist mit drei Baby-Zellen (C-Cell) versorgt und hat bisher 
tadellos funktioniert. Nun ist die Gesamtspannung der Batterien auf 4,2 
(gemessen unter Last) abgefallen und löst immer beim Zuschalten des MP-3 
Moduls (lt. Datenblatt 16mA) einen Reset aus.

Nach Abschalten der Brown-Out Detection (bisher auf 2,7 V eingestellt) 
funktioniert wieder alles, dies gefällt mir aber nicht. Mit meiner 
Ausrüstung (Digitalvoltmeter, kein Oszilloskop) kann ich nicht 
feststellen, dass die Spannung unter 4V fällt.

Bevor ich nun wild mit Kondensatoren arbeite, würde mich interessieren 
nach welcher Zeit unter der Brown-Out-Spannung der ATTiny einen Reset 
auslöst. Lt. Datenblatt (S. 201, t_BOD in Tabelle 22.3) sollen das 2sec 
sein, aber das kann ja wohl nur ein Missverständnis sein.

Welche Zeit muss man bei ATTiny überbrücken, damit die 
Brown-Out-Detection nicht zuschlägt?

LG
mati123

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Matthias T. schrieb:
> sollen das 2sec sein
Ich sehe da klar&deutlich 2 µs. Das ist eine Million mal schneller.

Du wirst nicht umhinkommen, die Versorgung des µC vom Rest mit einer 
Diode zu entkoppeln und einen extra Pufferelko für den µC vorzusehen. 
Und vermutlich würde auch generell ein Pufferelko im 200µF Bereich 
parallel zu den Batterien nicht schaden (oder sogar ausreichen)...

[Matthias T. (mati123)]

Oh, da wurde das Datenblatt offenbar korrigiert. Bei mir steht da noch 
nur sec.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Matthias T. schrieb:
> Oh, da wurde das Datenblatt offenbar korrigiert
Aus Version "8246B–AVR–09/11"
War dann auch bitter nötig... ;-)

[Matthias T. (mati123)]

Lothar M. schrieb:

> Aus Version "8246B–AVR–09/11"
> War dann auch bitter nötig... ;-)

Komisch, diese Version verwende ich auch. Sollte mein 
Dokumentenbetrachter mir das µ unterschlagen?

[Dietrich L. (dietrichl)]

Matthias T. schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>
>> Aus Version "8246B–AVR–09/11"
>> War dann auch bitter nötig... ;-)
>
> Komisch, diese Version verwende ich auch. Sollte mein
> Dokumentenbetrachter mir das µ unterschlagen?

ich sehe hier http://www.atmel.com/images/doc8246.pdf das µ

[Matthias T. (mati123)]

Lothar M. schrieb:
> Du wirst nicht umhinkommen, die Versorgung des µC vom Rest mit einer
> Diode zu entkoppeln und einen extra Pufferelko für den µC vorzusehen.
> Und vermutlich würde auch generell ein Pufferelko im 200µF Bereich
> parallel zu den Batterien nicht schaden (oder sogar ausreichen)...

Vielen Dank für den Hinweis. Mit der Entkopplung per Diode war ich 
bisher vorsichtig, da dies ja doch etwas Spannung wegnimmt. 100µF 
Kondensatoren habe ich gerade da, das probiere ich einfach mal. Wie 
kommst Du auf die Dimensionierung von 200µF? Als Anfänger habe ich nach 
Faustformeln für die Berechnung von Pufferkondensatoren gesucht, aber 
leider nichts gefunden.

Und sollte man einen Elko eher beim größten Verbraucher oder beim 
kritischesten IC platzieren oder sind die ohnehin so träge, dass dies 
keine Rolle spielt?

mfg
Matthias

[Matthias T. (mati123)]

Dietrich L. schrieb:
> ich sehe hier http://www.atmel.com/images/doc8246.pdf das µ

Unter Windows ist das bei mir da, unter Linux (Evince) fehlt es. Und das 
bei der gleichen Datei ...

[Dietrich L. (dietrichl)]

Matthias T. schrieb:
> Als Anfänger habe ich nach
> Faustformeln für die Berechnung von Pufferkondensatoren gesucht, aber
> leider nichts gefunden.

Auch ohne Faustformel ist das doch recht einfach und dabei auch richtig:

   C = Q/U = I*t/U

[Matthias T. (mati123)]

Dietrich L. schrieb:

> Auch ohne Faustformel ist das doch recht einfach und dabei auch richtig:
>    C = Q/U = I*t/U

Auch wenn dies "richtig" ist, hilft es mir so nicht weiter. Gibt es denn 
dazu auch Hinweise, was man sinnvollerweise hier einsetzt?

Z.B. Durchschnittsstrom der Schaltung für 200 msec oder Maximal zu 
erwartender Strom für 50 msec. Und ist U die Nominalspannung oder die 
Differenz zwischen Nominal- und Minimalspannung?

[Winfried M. (win)]

Wie schaltest du denn dein MP3-Modul zu? Kann es sein, dass auf dem 
Modul Kondensatoren sind, die beim Zuschalten erstmal die 
Versorgungsspannung auf Null ziehen?

Der Brownout reagiert sehr fix und empfindlich, muss er ja auch, sonst 
würde der keinen Sinn machen.

[eagle user (Gast)]

Matthias T. schrieb:
> Dietrich L. schrieb:
>> ich sehe hier http://www.atmel.com/images/doc8246.pdf das µ
>
> Unter Windows ist das bei mir da, unter Linux (Evince) fehlt es. Und das
> bei der gleichen Datei ...

qpdfview regelt!

[Georg (Gast)]

Für den Fall, dass das Modul beim Einschalten für einen Moment zu viel 
Strom braucht, könntest du versuchsweise einen 10 Ohm Widerstand davor 
schalten.

Um Babyzellen in die Knie zu zwingen, ist schon ein ordentlicher 
Stromstoss nötig.

Georg

[Matthias T. (mati123)]

Winfried M. schrieb:
> Wie schaltest du denn dein MP3-Modul zu? Kann es sein, dass auf dem
> Modul Kondensatoren sind, die beim Zuschalten erstmal die
> Versorgungsspannung auf Null ziehen?

Das Modul wird beim Startup mit Strom versorgt, dann warte ich ab bis es 
das Inhaltsverzeichnis der sd-Karte geladen hat und per serieller 
Schnittstelle Bereitschaft meldet.

Nun wird per Serieller Schnittstelle der Sound ausgelöst und hier 
schlägt der Brownout zu. Mittlerweile habe ich das durch einen Elko 
lösen können.

[Matthias T. (mati123)]

So, nun habe ich die gesuchte Faustformel für den Stützkondensator 
gefunden. In
> http://www.eaco-ev.de/pages/strom.html

wird 2000µF pro Ampere, also 100µF für eine 50mA-Schaltung empfohlen.

[Dietrich L. (dietrichl)]

Matthias T. schrieb:
> So, nun habe ich die gesuchte Faustformel für den Stützkondensator
> gefunden. In
>> http://www.eaco-ev.de/pages/strom.html
>
> wird 2000µF pro Ampere, also 100µF für eine 50mA-Schaltung empfohlen.

Ich warne Dich vor dieser Faustformel, denn sie geht von einigen 
Parametern aus, die nicht immer gegeben sind.
"Deine" Faustformel geht von 50Hz Wechselspannung mit einen 
Brückengleichrichter aus. Das ergibt eine Pulsierende Gleichspannung mit 
100Hz, d.h. Abstand der Spannungsspitzen ist 10ms.

Die Grobrechnung mit "meiner" Formel
   C = Q/U = I*t/U
ergibt dann nach dem Kondensator lt. "Faustformel" eine Welligkeit der 
Spannung am Stützkondensator von
   U = I*t/C = 1A * 10ms / 2000µF = 5V
was auch schon ziemlich viel oder manchmal sogar zuviel ist.

Deine Bedingungen sind aber ganz anders, denn weder die Zeit noch die 
Spannungswelligkeit müssen Deinen Anforderungen gerecht werden. Daher 
ist die "Faustformel" in Deinem Fall Unsinn.

Mit den Werten für
- erlaubter Spannungseinbruch ("Spannungswelligkeit")
- Zeitdauer des Stromflusses
- Größe des Stroms
kannst Du mit "meiner" Formel die Kapazität erheblich realistischer 
abschätzen.