Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Arduino mit "wilder" Speisung


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von Paul B. (paul_baumann)


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Ich möchte gerne mit einem "Arduino pro mini" eine Fernbedienung bauen 
und habe mir zu diesem Zweck die angehängte Schaltung überlegt. Prämisse 
war: Im Ruhezustand wird kein Strom aufgenommen. Bei einem Tastendruck 
wird über die jeweilige Diode die Batteriespannung von 12 Volt auf den 
"RAW"-Eingang
(Rohspannung) des Arduino gegeben und gleichzeitig ein Signal von 4 Volt 
auf den entsprechenden Eingangspin. (Für die Wunderer: von den 
22K-Widerständen habe ich 2 volle Rollen -deshalb der spezielle 
Spannungsteiler)

Weil ich aber noch keine der bestellten Arduino-Platinchen hier habe und 
ich ich dadurch die Mimik nicht ausprobieren kann, die Frage:

Würde das gleichzeitige Erscheinen von Betriebsspannung und 
Eingangssignal
den niedlichen Kontroller zerledern? Hat schon einmal jemand Anderer 
eine solche Idee in die Tat umgesetzt?

MfG Paul

von Route_66 H. (route_66)


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Paul B. schrieb:
> Würde das gleichzeitige Erscheinen von Betriebsspannung und
> Eingangssignal
> den niedlichen Kontroller zerledern?

Wie kommst du auf so eine abwegige Idee?
Bei jeder üblichen Schaltung mit Pull-UP Widerständen ist das doch auch 
so...

: Bearbeitet durch User
von Dietrich L. (dietrichl)


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Paul B. schrieb:
> Würde das gleichzeitige Erscheinen von Betriebsspannung und
> Eingangssignal
> den niedlichen Kontroller zerledern?

Die 22kOhm sollten den Strom über die Eingangsschutzdioden klein genug 
halten, dass nichts passiert.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Route 6. schrieb:
> Wie kommst du auf so eine abwegige Idee?
> Bei jeder üblichen Schaltung mit Pull-UP Widerständen ist das doch auch
> so...

Da hängen die Pull-Up-Widerstände aber üblicherweise an 5V, also an Vcc. 
dann kommt Eingangsspannung und Vcc gleichzeitig.

Wobei Paul es ja etwas falsch oder missverständlich beschrieben hat:

Paul B. schrieb:
> Würde das gleichzeitige Erscheinen von Betriebsspannung und
> Eingangssignal

Die Betriebsspannung am µC (=Vcc) kommt eben nicht gleichzeitig mit der 
Eingangsspannung, sondern durch Spannungsregler und Stützkondensatoren 
etwas später. Die Spannung am Eingang kommt aber sofort.

von Paul B. (paul_baumann)


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Dietrich L. schrieb:
> Wobei Paul es ja etwas falsch oder missverständlich beschrieben hat:

Ja, hat er. Entschuldigung dafür...
>
> Paul B. schrieb:
>> Würde das gleichzeitige Erscheinen von Betriebsspannung und
>> Eingangssignal
>
> Die Betriebsspannung am µC (=Vcc) kommt eben nicht gleichzeitig mit der
> Eingangsspannung, sondern durch Spannungsregler und Stützkondensatoren
> etwas später. Die Spannung am Eingang kommt aber sofort.

Richtig. Das ist das hüpfende Komma.

Mfg Paul

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Die Taster sollten für eine FB äußerst großzügig dimensioniert werden. 
Die bekommen nämlich durch die Stützkondensatoren bei jedem Drücken 
ordentlich vor die Fresse.

von Karls Q. (karlsquell)


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Sind die Dioden überhaupt nötig? Konnte man den AVR nicht einfach über 
die Eingänge mit Spannung speisen?

So hat das doch jemand mal gemacht, der nen RFID-Tag gebaut hatte:
http://scanlime.org/2008/09/using-an-avr-as-an-rfid-tag/

Ein Kondensator genügte dann zwischen den Versorgungspinns

von Dietrich L. (dietrichl)


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Paul B. schrieb:
> Richtig. Das ist das hüpfende Komma.

Ich halte Deine Lösung für seriös. Auch wenn Atmel in den Datenblättern 
den Strom über die Eingangsschutzdioden nicht spezifiziert, gibt es die 
AppNote  "AVR182: Zero Cross Detector" ...
http://www.atmel.com/Images/Atmel-2508-Zero-Cross-Detector_ApplicationNote_AVR182.pdf
... in der auf Seite 5 1mA als Maximum angegeben ist. Und Du hast ja nur 
etwa 0,5mA.

von Joachim B. (jar)


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Paul B. schrieb:
> Würde das gleichzeitige Erscheinen von Betriebsspannung und
> Eingangssignal
> den niedlichen Kontroller zerledern? Hat schon einmal jemand Anderer
> eine solche Idee in die Tat umgesetzt?
>
> MfG Paul

dann schalte doch parallel zum unteren Teiler einen Kondi der erst 
aufgeladen werden muss, Tau = R x C, dann kommt das Tastensignal erst 
nach wake up

von Mike J. (linuxmint_user)


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Paul B. schrieb:
> Würde das gleichzeitige Erscheinen von Betriebsspannung und
> Eingangssignal den niedlichen Kontroller zerledern?
Da fließt erst mal ein Strom über einen 22k Ohm Widerstand in den 
entsprechenden Eingang des µC rein und über die interne Schutzdiode in 
die Versorgungsspannung.

Der Strom liegt ja nur maximal bei 12V/22000 = 0,54mA und damit geht die 
interne Schutzdiode nicht kaputt. Ich glaube die kann 0.1mA oder sogar 
1mA vertragen.

> Hat schon einmal jemand Anderer eine solche Idee in die Tat umgesetzt?

Ich habe hier einen ATmega8 und ein nRF24L01P Modul + winzigen 
LiIon-Akku als Fernbedienung genutzt.

Der AVR und das nRF Modul ziehen im PowerDown nur 0,6 µA und der 
Spannungsregler zieht 8µA.

Ohne Spannungsregler ging es auch, aber dann darf ich den Akku nur bis 
auf 3.8V aufladen und muss diese Spannung über eine Diode (1N4148) in 
die Versorgung leiten. In dem Fall habe ich nur einen Ruhestrom von 
0,6µA!

Ich schalte damit einen Türöffner und die Hofbeleuchtung.
Die übertragenen Daten wurden etwas verschlüsselt, ich drücke den Knopf 
meines mini-Handsenders, der sendet ein "Hallo" an die Basisstation, die 
sendet ein paar Daten mit Uhrzeit zurück, daraus wird ein neuer String 
erstellt der dann wieder zur Basisstation gesendet wird.
Es kommt von der Basisstation dann nur noch eine Meldung ob es 
funktioniert hat, so höre und sehe ich dann am Handsender ob das Licht 
nun an/aus ist oder die Tür offen/zu.

von Christian M. (Gast)


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Karls Q. schrieb:
> Konnte man den AVR nicht einfach über
> die Eingänge mit Spannung speisen?

Geile Idee! :-))

Mehr Gedanken würde ich mir machen, wie lange der Arduino braucht, von 
Speisespannung EIN bis das User-Programm anläuft...

Gruss Chregu

von Paul B. (paul_baumann)


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Danke erst einmal für Eure Hinweise und Ratschläge.

Mike J. schrieb:
> Der Strom liegt ja nur maximal bei 12V/22000 = 0,54mA und damit geht die
> interne Schutzdiode nicht kaputt.

Ja, das habe ich mir auch gedacht.

Offenbar hat das in dieser Form (wie oben gezeichnet) noch Keiner 
ausprobiert. Da muß ich warten, bis ich die Arduinos hier habe.
Das Programm ist mit Bascom geschrieben und mit einem Atmega 328p auf 
dem Steckbrett getestet. Das geht, wie es muß.

Ich habe aber auch keinen Spannungsregler vom Typ MCP1703 hier, damit 
ich einen "künstlichen" Arduino aufbauen könnte.

Na gut, dann warte ich und berichte dann, ob die Schaltung in dieser 
Form klaglos ertragen wird.

MfG Paul

von Helmut L. (helmi1)


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Das koennte ins Auge gehen Paul. In CMOS IC gibt es einen parasitaeren 
Thyristor der dadurch gezuendet werden koennte. Da ist nicht nur die 
beruehmte Diode drin. Ich hatte mal einen ADC in CMOS dem es auf diese 
weise zerrissen hat. Versorgung der 5V ueber ein LC Glied und ein 
Digitaler-Eingang vor dem LC Glied an dieselbe 5V.  10 mal ging es gut 
irgendwann fing das IC zu kochen an und der Strom lag bei 1 A. Es kann 
gut gehen muss aber nicht.

von Paul B. (paul_baumann)


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Helmut L. schrieb:
> 10 mal ging es gut
> irgendwann fing das IC zu kochen an und der Strom lag bei 1 A.

Das gibt die vorgesehene Batterie nicht als Kurzschlußstrom her.
dämlich grins

> Es kann
> gut gehen muss aber nicht.

Ich probiere es aus. Es wäre in ca. 10 Jahren der erste Kontroller, den 
ich kaputt gemacht hätte. Ich spreche ein ersnstes Wort mit ihm, damit 
er sich der Tatsache bewusst wird, daß gerade er Pionierarbeit leisten 
soll.

:))

MfG Paul

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Helmut L. schrieb:
> Digitaler-Eingang vor dem LC Glied an dieselbe 5V.

Allerdings lag ja bei dir richtig Strom an - bei Paul sinds ja nur die 
o.a. ~0,5mA. Da wird wohl nichts passieren. Ich hätte mehr Bedenken, das 
der MC 'irgendwie ein bisschen' undefiniert losläuft, wenn er schon mal 
die Spannung am GPIO sieht.

von Helmut L. (helmi1)


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Paul B. schrieb:
> Es wäre in ca. 10 Jahren der erste Kontroller, den
> ich kaputt gemacht hätte.

Dann meinst du es ist Zeit das mal einer dran glauben muss?

von Paul B. (paul_baumann)


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Helmut L. schrieb:
> Dann meinst du es ist Zeit das mal einer dran glauben muss?

Nein, nein. Ich versuche mit Allen gut auszukommen -auch mit 
Kontrollern.
Sie kriegen von mir Alles, was sie zu ihrer Zufriedenheit benötigen: 
Stabile Betriebsspannung, Stützkondensatoren, angemessenen Wohnraum 
(d.h. Gehäuse), keine Hektik (bedeutet: Taktfrequenz nur so hoch, wie 
nötig)etc.



MfG Paul

von Helmut L. (helmi1)


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Du wirst uns ja sicher auf dem laufenden halten...

von Nils S. (kruemeltee) Benutzerseite


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Sollte der Controller undefiniert loslaufen, könntest du mit einem RC 
Glied oder C den Controller eine bestimmte Zeit im Reset halten.

von Joachim B. (jar)


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Paul B. schrieb:
> Offenbar hat das in dieser Form (wie oben gezeichnet) noch Keiner
> ausprobiert. Da muß ich warten, bis ich die Arduinos hier habe.

über die internen Schutzdioden zu speisen wurde schon gemacht bei einem 
runtergetakteten AVR auf 128kHz als RC Remote an Canon Cams, da braucht 
er extrem wenig Strom, aber da du IR senden willst würde ich es nicht 
unbedingt empfehlen.

Für deine Anwendung wüsste ich auch keinen Grund, der µC wacht auch je 
nach Startcode schnell auf und sollte für Tastenerkennung reichen, 
gleichwohl kann man ja die Tastenerkennung verlangsamen per RC

: Bearbeitet durch User
von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Das kommt davon wenn man alles auf dieser Arduino-Kacke aufbauen muß. 
Bei einem einzelnen Controller hätte ich überhaupt kein Problem damit, 
den über die internen Schutzdioden zu speisen. Das bekommt man sogar 
ohne 5V-Regler an 12V hin. Dann wäre es nämlich kein Problem, den Strom 
für die IR-LED(s) vor dem Controller zu beziehen, so daß der Controller 
selber nur einen kleinen Transistor oder FET für die LED treiben muß.

von Paul B. (paul_baumann)


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Ben B. schrieb:
> Das kommt davon wenn man alles auf dieser Arduino-Kacke aufbauen muß.

@1
Ich muss gar nichts. Ich kann.

Joachim B. schrieb:
> ...aber da du IR senden willst würde ich es nicht
> unbedingt empfehlen.

Wo steht das? Ich habe ein 433MHz-Sendemodul vorgesehen.

Ben B. schrieb:
> Bei einem einzelnen Controller hätte ich überhaupt kein Problem damit,
> den über die internen Schutzdioden zu speisen. Das bekommt man sogar
> ohne 5V-Regler an 12V hin.

Eine Zeichnung wäre schön.

Ansonsten bedanke ich mich noch einmal und bin dann hier weg, weil ich 
keine Lust auf sinnlose Arduino-Beschimpfungs-Attacken habe.

MfG Paul

von Joachim B. (jar)


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Paul B. schrieb:
> Joachim B. schrieb:
>> ...aber da du IR senden willst würde ich es nicht
>> unbedingt empfehlen.
>
> Wo steht das? Ich habe ein 433MHz-Sendemodul vorgesehen.

hellsehen kann ich nicht, schaue dir einfach dein Schaltbild im 
Eröffnungsbeitrag an

> Eine Zeichnung wäre schön.

eben, das genau das wüsstest du wenn du öfter hier wärst :)

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Dafür brauchts keine Zeichnung. Per Widerstand an den 
Port-Pins/Schaltern den Strom auf sagen wir 5mA oder so begrenzen, je 
nachdem wieviel der Controller in der Anwendung braucht und die 
Schutzdioden vertragen. Alle Vcc-Pins (auch AVcc) zusammen, alle 
Masse-Pins zusammen, 1-2x 100nF dran und eine 4,8V Zener als 
Spannungsbegrenzung drüber. Stromversorgung fertig. ADC usw., wo sowas 
vielleicht Störungen verursachen könnte, brauchst Du ja nicht.

Reset-Beschaltung und Fuses (slow/fast rising power) so auslegen, daß 
der Controller ausreichend schnell, aber auch sicher startet, da muß man 
ggf. etwas probieren. Ich hab da jetzt jedenfalls keine Standardwerte 
für, nur was ich probieren würde.

Möglich wäre, daß die Schaltung hochohmige Pulldowns braucht, um den 
Low-Zustand an den Pins sicher erfassen zu können. Da sollte aber 47k 
oder so reichen, weniger brauchts meiner Meinung nach nicht.

CMA: Ohne Funktions- und Zuverlässigkeitsgarantie.

von Paul B. (paul_baumann)


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Hier ist die versprochene Rückmeldung

Ich habe eben 4 bestellte "Arduino Pro Mini" von der freundlichen 
Postfrau geliefert bekommen. Die obige Schaltung funktioniert genau so, 
wie ich es mir gedacht habe. Das erzeugte Signal ist schon bei der 
allerersten Folge, die nach dem jeweiligen Tastendruck erzeugt wird in 
Ordnung. (Mit Logik-Anneliesator geprüft)

Um sicher zu gehen, daß das immer funktioniert, habe ich auch die 
restlichen 3 Arduinos mit dem gleichen Programm versehen -geht auch 
tadellos.

Fazit: Wenn man sich eine Ferndedienung ohne jegliche Stromaufnahme im 
Ruhezustand bauen will, dann geht das so, wie ich vorschlug.

MfG Paul

von Feldkurat Maus (Gast)


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Paul B. schrieb:
> Fazit: Wenn man sich eine Ferndedienung ohne jegliche Stromaufnahme im
> Ruhezustand bauen will, dann geht das so, wie ich vorschlug.

Fazit 2:
Du kannst dir wirklich selber auf die Schulter klopfen.
Dann noch die ganze Schaltung mit dem "ANNELIESATOR" getestet,
auf die Idee muss man erst mal kommen :-)

von Mike J. (linuxmint_user)


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Erst mal danke für die Rückmeldung, das ist nett, macht auch nicht 
jeder.

Ben B. schrieb:
> Die Taster sollten für eine FB äußerst großzügig dimensioniert werden.
> Die bekommen nämlich durch die Stützkondensatoren bei jedem Drücken
> ordentlich vor die Fresse.

Der Arduino wird selbst maximal 15mA ziehen

Da könnte man vielleicht einfach etwa 10 bis 100 Ohm zwischen der 12V 
Speisung und den Abgriff für die Taster schalten um den Strom in die 
Kondensatoren (die auf dem Arduino-Board sind) zu senken.


Bei meinen Schalt-Netzteilen habe ich auch öfters mal einen 12 Ohm / 2W 
Widerstand in den Eingang geschaltet damit die Eingangskondensatoren von 
5 Netzteilen nicht regelmäßig die 10A Sicherung des Steckdosenrings beim 
Einschalten des Computers zerlegt.

Auch der Austausch gegen einen neuen Sicherungsautomaten brachte nichts, 
daher mussten eben die Netzteile modifiziert werden.
NTCs waren in den Netzteilen nicht verbaut.

zu den NTCs:
Ich habe schon gesehen wie ein NTC, welcher als 
Einschalt-Strombegrenzung in einem Netzteil diente mit einem Rums 
zerstört wurde ... aber erst Sekunden später als die Spannungsversorgung 
abgeschaltet wurde. o_O
Ja, eigentlich geht das gar nicht. Ist aber so passiert.

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


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Hi

Paul B. schrieb:
> (Mit Logik-Anneliesator geprüft)

https://www.youtube.com/watch?v=HyHgn7POxso :)

Jetzt haben wir neben dem Oskar (Oszilloskop) auch die Anneliese 
(Logik-Analysator).

Also ich kann damit leben :)

Ebenfalls Dank für die Rückmeldung.

MfG

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