Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik RTC mit Supercap statt Lithiumzelle


von L. N. (derneumann)


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Hallo zusammen!

Was haltet ihr vom versorgen einer RTC mit einem Supercap anstatt einer 
Lithiumzelle im Mikrocontrollerumfeld?

Nehmen wir die (jedenfalls in der Arduinowelt) populäre Maxim DS3231 als 
Beispiel her.

Ich persönlich halte nicht viel davon. Eine Lithiumzelle hält oft wohl 
länger als das Gerät selbst. Ein Supercap braucht doch noch dazu eine 
Ladeschaltung, oder?

Dem entgegen stehen, bei kommerziellen Produkten, strenge 
Transportbestimmungen für Lithiumbatterien.

Bin gespannt auf eure Meinungen und Begründungen!

Viele Grüße

von Jim M. (turboj)


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Lucas N. schrieb:
> Ein Supercap braucht doch noch dazu eine
> Ladeschaltung, oder?

Bei einer 3,3V Schaltung ist das eine Diode - es gibt 3,3V Supercaps für 
RTCs und 5,5V als Doppelzelle.

von Retro N. (retronerd)


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Lucas N. schrieb:
> Hallo zusammen!
>
> Was haltet ihr vom versorgen einer RTC mit einem Supercap anstatt einer
> Lithiumzelle im Mikrocontrollerumfeld?
>
> Nehmen wir die (jedenfalls in der Arduinowelt) populäre Maxim DS3231 als
> Beispiel her.
>
> Ich persönlich halte nicht viel davon. Eine Lithiumzelle hält oft wohl
> länger als das Gerät selbst. Ein Supercap braucht doch noch dazu eine
> Ladeschaltung, oder?
>
> Dem entgegen stehen, bei kommerziellen Produkten, strenge
> Transportbestimmungen für Lithiumbatterien.
>
> Bin gespannt auf eure Meinungen und Begründungen!
>
> Viele Grüße
Ladeschaltung:
Eine Diode tuts, es gibt aber auch RTCs mit Trickle-Charger, da schließt 
Du den SC oder den Li-Akku einfach nur an.
https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/3816

SC vs. Li-Akku
Kommt auf den Anwendungsfall an, für kurzzeitige Überbrückung (ein paar 
Wochen) ist ein SC sicher sinnvoll. Für langfristige Überbrückung 
unpraktikabel, weil durch die langsame aber kontinuierliche Entladung 
die Spannung an einem Kondensator linear sinkt, und die Spannung an der 
RTC irgendwann unterhalb des zulässigen Bereichs liegt. Hängt aber 
natürlich direkt von der Kapazität ab. Bei einem Li-Akku ist die 
Entladekurve grundsätzlich gegenüber einem SC viel flacher.

https://de.wikipedia.org/wiki/Superkondensator#/media/File:Lade-Entladekurve-Vergleich-EDLC-Akku.png

Wenn Du nicht Bleistift und Papier nehmen willst, kannst Du das auch 
hier berechnen:
https://www.maximintegrated.com/en/design/tools/calculators/product-design/battery.cfm
https://www.maximintegrated.com/en/design/tools/calculators/product-design/supercap.cfm

Es spielen aber noch andere Faktoren wie max. Anzahl der Ladezyklen, 
Lebenserwartung, Temperaturbereich eine Rolle. Da sind SCs meistens 
vorteilhafter gegenüber Li-Akkus. Am besten direkt ins Datenblatt 
schauen und vergleichen.

: Bearbeitet durch User
von Retro N. (retronerd)


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Retro N. schrieb:

> weil durch die langsame aber kontinuierliche Entladung
> die Spannung an einem Kondensator linear sinkt,
Bevor sich hier einige aufregen, ich meinte natürlich daß der 
Entladestrom proportional zu Spannung sinkt,
die Spannung am SC ist natürlich

: Bearbeitet durch User
Beitrag #5150595 wurde vom Autor gelöscht.
von Olaf (Gast)


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> Was haltet ihr vom versorgen einer RTC mit einem Supercap anstatt einer
> Lithiumzelle im Mikrocontrollerumfeld?

Nicht labern sondern selber rechnen. :-)
Schau dir dabei vor allem auch mal die Selbstenladung der Kondensatoren 
bei unterschiedlicher Kapazitaet an und vergleiche sie mit dem Strom 
deiner Uhr.

> Eine Diode tuts, es gibt aber auch RTCs mit Trickle-Charger, da schließt
> Du den SC oder den Li-Akku einfach nur an.

Ein grosses Problem ist es das diese Supercaps erst nach vielen (10-30) 
Minuten unter Strom wirklich geladen sind weil die interne 
Ladungsverteilung so lange braucht.

Olaf

von Hurra (Gast)


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Lucas N. schrieb:
> Ich persönlich halte nicht viel davon. Eine Lithiumzelle hält oft wohl
> länger als das Gerät selbst. Ein Supercap braucht doch noch dazu eine
> Ladeschaltung, oder?

Ein MUSTERBEISPIEL warum Meinungen in der Elektronik fehl am Platz sind.

Bei den Geräten meines Arbeitgebers ist das so:
Diese müssen die Zeit behalten, wenn sie über Nacht ausgeschaltet 
werden, und wenn der Strom für <1Tag ausfällt. Bei -40°C.
Die Lebensdauer der Geräte beträgt fast 20 Jahre im Feld.

Die Goldcaps gibt es problemlos bis -40°C und eine RTCC für typisch 4 
Tage zu puffern ist überhaupt kein Problem.
Eine Batterie für 40° fällt mir adhoc nicht ein (gibts wahrscheinlich 
schon), muss aber alle paar Jahre getauscht werden. Und bringt keinen 
Vorteil hier.

FÜR UNSEREN ANWENDUNGSFALL (!!!!!!!!!!!!!) ist der Kondensator der 
Batterie um Häuser überlegen.

Warum so fett und mit sovielen Ausrufezeichen? Weil das eben konkret für 
diesen Fall gilt. Wer jetzt eine Zeit über Monate oder Wochen behalten 
will (klassischer Fall wäre ein selten genutzter PC), wird eine Batterie 
bevorzugen.

von Fred R. (Firma: www.ramser-elektro.at/shop) (fred_ram)


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Wir verbauen bei RTCs gründsätzlich GoldCaps.
Haben da schlechte Erfahrung mit Batterien/Akkus, die deren Inhalt über 
die Platine ergossen.
Bis jetzt ist mir noch kein defekter GoldCap untergekommen.
Aber die Kapazität ändern sich schon über die Jahre !!!

von Olaf (Gast)


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> Bis jetzt ist mir noch kein defekter GoldCap untergekommen.

Nein, die sterben auch regelmaessig. Allerdings erst nach >20Jahren.

Olaf

von tnzs (Gast)


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Wir verwenden nur nich Caps bei den RTCs. Die Lithiumbatterien machen 
nur Stress beim Transport und Recycling. Die Gangreserve ist lange genug 
für unserer Zwecke....

von Peter D. (peda)


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Lucas N. schrieb:
> Nehmen wir die (jedenfalls in der Arduinowelt) populäre Maxim DS3231 als
> Beispiel her.

Mit max 3µA ist der nicht sehr sparsam, etwa eine Woche Stützzeit bei 
1F.
Mußt Du wissen, ob das reicht.

von Retro N. (retronerd)


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tnzs schrieb:
> Wir verwenden nur nich Caps bei den RTCs. Die Lithiumbatterien
> machen
> nur Stress beim Transport und Recycling. Die Gangreserve ist lange genug
> für unserer Zwecke....
Was sind denn "nich Caps"?

Wenn die Gangreserve mal nicht reicht, kann man ja auch das hier nehmen 
;-)
http://de.rs-online.com/web/p/doppelschicht-kondensatoren/1351074/

: Bearbeitet durch User
von 1GF (Gast)


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Olaf schrieb:
>> Bis jetzt ist mir noch kein defekter GoldCap untergekommen.
>
> Nein, die sterben auch regelmaessig. Allerdings erst nach >20Jahren.

Wie sterben denn die GoldCaps? (Ri hoch?, C kein?, Kurzschluß?,..?)

von Joerg L. (Firma: 100nF 0603 X7R) (joergl)


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1GF schrieb:
> Wie sterben denn die GoldCaps? (Ri hoch?, C kein?, Kurzschluß?,..?)

Kein C mehr. Zumindest hält er die Spannung nur noch Minuten.
Hatte ich auch schon ein paar Mal.

von Olaf (Gast)


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> Wie sterben denn die GoldCaps? (Ri hoch?, C kein?, Kurzschluß?,..?)

Kombination aus Ri und kein C. Die Stuetzeit ist dann irgendwann keine 
2Wochen sondern nur noch ein paar Minuten oder weniger. Je nach 
Leidensfaehigkeit des Besitzers und der Anwendung.
Ich hab erst letzens einen in meiner Heizung ersetzt weil sie nach jedem 
Stromausfall alle Einstellungen vergessen hat.

Olaf

von L. N. (derneumann)


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Danke (etwas spät) für all die Antworten!
Wie so oft kommt es also immer auf die Anforderung an...

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


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Hi

Habe eine RTC3231 mit einem 5,5V 1F Doppelschichtkondensator 
verheiratet.
Die RTC hat eine integrierte Ladeschaltung, verbaut war aber eine 
normale 3032er Knopfzelle.
Das Laden einer Knopfzelle ist 'nicht gut', sollte man unterlassen 
(hatte hier im Forum nachgefragt, gab auch YT-Videos, wo Knopfzellen 
'gesprengt' wurden).

Nun gut - die Ladeschaltung bringt nach einigen Minuten genug Spannung 
in den C, damit die RTC ein Abklemmen überlebt, aufgeladen wird der C 
bis auf ca. 3,3V (dicke von den 5,5V weg, damit der C überlebt).

Geladen hielt dieser C bei abgeklemmter Schaltung eine gute Woche durch 
- hatte die Schaltung immer Mal kurz angesteckt und geschaut, ob 
Datum/Uhrzeit noch passen - also werden jeden Tag wohl 5 Sekunden 
'Laden' dazu gekommen sein.

Glaube, an Tag 8 oder 9 war das Datum weg.

Für den Batteriewechsel der heimischen Uhr dicke ausreichend, wenn auch 
durch den C relativ viel Strom 'durch ging' - nur ganz wenige mAh wurden 
wohl für die RTC gebraucht, der Rest war Selbstentladung.

Da es die gleiche Bauform auch mit 4F gibt, könnte vll. ein Monat drin 
sein (linear hochgerechnet).
Die liegende Variante, PLUS zur Platine zeigend, lässt sich so in meinen 
Modulen, wie die Knopfzelle, einlegen, hält mit dem am Halter sitzenden 
Clip.
Blöd vll. die so abstehenden Anschluß-Beinchen - man kann halt nicht 
immer gewinnen.

MfG

von Henrik H. (Firma: TU Chemnitz) (heha)


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Hallo,
auch mich hat das Thema der (sonst so verbauten) Lithiumzellen geärgert, 
und ich wollte eine Echtzeituhr, diesmal für einen batterielosen 
Fahrradcomputer mit großem LCD und fürs Nabendynamo haben. Mit einer 
Stützzeit von 3 Monaten zwecks Überwinterung.

Das Ergebnis: So etwas geht nicht mit Supercaps. Egal wie groß, und egal 
wie sparsam die Uhr ist. Gängige Supercaps haben Selbstentladungsraten 
mit einer Halbwertszeit um 200 h. Das sind bloß 8 Tage. Dann ist 
Schluss.
Das deckt sich mit den Beobachtungen anderer.
Für Überwinterungszwecke sind Supercaps also nicht geeignet, man MUSS 
eine Lithiumzelle verwenden.

Und wenn man das Fahrrad nur alle 14 Tage nutzen will, muss man sich 
schon nach ganz speziellen Supercaps umsehen.

Tatsächlich ist die Halbwertszeit in keinem Datenblatt vernünftig 
angegeben, und auch den Selbstentladungsstrom sucht man zumeist 
vergeblich.
Allenfalls ein paar allgemein gehaltene Diagramme.

Die Halbwertszeit kann man (für 5V => 2,5 V) in µA/F umrechnen: 200 h 
entsprechen 3,5 µA/F. Ein gängiger und optimistischer Wert.

Schließlich kann man die Kapazität so austarieren, dass die Uhr 
vielleicht die Hälfte der Selbstentladung schluckt, sonst wird's zu 
teuer.
PCF25063A: 0,22 µA => 0,22 F
PCF2563: 0,25 µA => 0,22 F
DS1307: 0,5 µA => 0,47 F (ungünstig durch begrenztes Ubat)
DS3231: 1 µA => 0,47 F
ATtiny mit 32-kHz-Quarz: 10 µA => 4,7 F

Letzteres ist dann zu wuchtig, und mit 1 F reicht's dann wenigstens 
übers Wochenende.

von Vanye R. (vanye_rijan)


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> auch mich hat das Thema der (sonst so verbauten) Lithiumzellen geärgert,

Auch da gibt es gut und schlecht. Ich hab mir 1990 einen DTC-57 
DAT-Recorder
mit integrierter Uhr und Speicher gekauft. Ich hatte den letzes Jahr auf 
(Kondensatorwechsel am Kopfverstaerker) und hab mal gemessen.
Die 2032 welche Sony fuer die Uhr auf das Board geloetet hat hatte knapp 
unter 3V und hat noch funktioniert.
Man kann sowas also gut bauen wenn man nur will.


> Gängige Supercaps haben Selbstentladungsraten
> mit einer Halbwertszeit um 200 h. Das sind bloß 8 Tage.

Das ist ziemlich schlecht. Ich habs mal irgendwann fuer eine Anwendung 
durchgerechnet und bin auf ein paar Wochen gekommen. Und ja, es bringt 
nichts einfach mehrere parallel zu schalten. Ist aber sicher auch noch 
temperaturabhaengig.


> Und wenn man das Fahrrad nur alle 14 Tage nutzen will,

Als ordentlicher Deutscher hast du ja sicher einen Dynamo am Fahrrad und
damit keine Energieprobleme. :-D

Vanye

von Peter D. (peda)


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Henrik H. schrieb:
> ATtiny mit 32-kHz-Quarz: 10 µA => 4,7 F

Stimmt, die ATtiny brauchen viel Strom.
Aber der ATmega48A ist mit <1µA im Power-Save angegeben.
Am 1F Goldcap hält er bei mir die Zeit >4 Wochen.

Datenblatt:
Figure 29-13. ATmega48A: Power-Save Supply Current vs. VCC (Watchdog 
Timer Disabled and 32 kHz Crystal Oscillator Running)

Beitrag #7411957 wurde vom Autor gelöscht.
von Manfred P. (pruckelfred)


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Henrik H. schrieb:
> auch mich hat das Thema der (sonst so verbauten) Lithiumzellen geärgert,
>> Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
>> Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
>> für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Vanye R. schrieb:
> Die 2032 welche Sony fuer die Uhr auf das Board geloetet hat hatte knapp
> unter 3V und hat noch funktioniert.

Li-Knöpfe haben eine sehr geringe Selbstentladung und sind damit erste 
Wahl!

Ich habe hier ein paar Varta CR2450, laut Datenblatt 590 mAh an 5600 Ohm 
Last bis 2,0 V Endspannung.
Die Dinger sind von 1997, ich habe 2k2 draufgelötet und 30 Tage lang die 
Spannung protokolliert.

Als Ergebnis habe ich 367 mAh bekommen, was 62% sind, das passt zu den 
typisch genannten 1% pro Jahr. Hätte ich gemäß Datenblatt mit 5k6 
gemessen, wären es bestimmt ein paar mAh mehr gewesen.

Würde man eine RTC mit 10µA versorgen, wären 6 Jahre erreichbar.

Es macht wenig Sinn, mit Supercaps zu basteln, wenn man mehr als ein 
paar Stunden Stromausfall überbrücken will. Dann eher aufladbare Knöpfe 
wie LIR2032, aber auch die haben eine begrenzte Lebensdauer und rechnen 
sich nicht.

Peter D. schrieb:
> Stimmt, die ATtiny brauchen viel Strom.
> Aber der ATmega48A ist mit <1µA im Power-Save angegeben.
> Am 1F Goldcap hält er bei mir die Zeit >4 Wochen.

Was tut Dein ATMega bei <1µA? Ich glaube nicht, dass er damit als Uhr 
funktioniert - Thema des Threads.

von Bauform B. (bauformb)


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Henrik H. schrieb:
> PCF25063A: 0,22 µA => 0,22 F
> PCF2563: 0,25 µA => 0,22 F
> DS1307: 0,5 µA => 0,47 F (ungünstig durch begrenztes Ubat)
> DS3231: 1 µA => 0,47 F
> ATtiny mit 32-kHz-Quarz: 10 µA => 4,7 F

Für diese RTCs (mit Ausnahme des DS3231) sind Supercaps genau richtig. 
Nach 3 Monaten müssen solche Uhren sowieso gestellt werden, deshalb ist 
die kurze Laufzeit sogar vorteilhaft. Eine Uhr, die garnicht tickt, ist 
besser als eine, die falsch geht.

Die undefinierte Lebensdauer finde ich viel übler als die kurze 
Laufzeit. Normale Elkos gelten als defekt, wenn sie nur noch 80% (oder 
so) der Nennkapazität haben. Für die RTC ist aber auch 30% noch 
brauchbar; nicht schön, aber auch nicht defekt. Die Frage ist, nimmt nur 
die Kapazität ab oder fallen sie ganz aus? Dabei sollte man auch 
aktuelle, niederohmige, und die alten Goldcaps unterscheiden.

von Vanye R. (vanye_rijan)


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> Es macht wenig Sinn, mit Supercaps zu basteln, wenn man mehr als ein
> paar Stunden Stromausfall überbrücken will.

Etwas mehr geht schon. Man erinnere sich z.B an diverse Onkyo Tuner aus
den 90ern die sowas fuer den Stationsspeicher nutzten.
Da hat das immer so einen Monat gereicht.

> Dann eher aufladbare Knöpfe wie LIR2032, aber auch die haben
> eine begrenzte Lebensdauer und rechnen sich nicht.

In meiner Armbanduhr ist so ein Teil (ML2016). Die musste ich nach etwa 
20Jahren wechseln. Das ist etwas schwer vergleichbar weil die immer 
zwischendurch durch ihre winzige Solarzelle geladen wurde, aber damit 
kann ich leben.

Vanye

von Georg M. (g_m)


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Henrik H. schrieb:
> ATtiny mit 32-kHz-Quarz: 10 µA

0.7µA

von Peter K. (chips)


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L. N. schrieb:
> Dem entgegen stehen, bei kommerziellen Produkten, strenge
> Transportbestimmungen für Lithiumbatterien

das kommt auf die Batterie an - Akku oder Primärzelle, Lithium-Anteil in 
g, SDS (safety data sheet) des Herstellers
mit CR/BR2450 z.B. gab es / dürfte es keine Probleme geben - muss aber 
als Inhaltsstoff deklariert werden - und eingebaut ist unkritischer als 
lose

von Peter K. (chips)


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1GF schrieb:
> Olaf schrieb:
>>> Bis jetzt ist mir noch kein defekter GoldCap untergekommen.
>>
>> Nein, die sterben auch regelmaessig. Allerdings erst nach >20Jahren.

kann ich so nicht bestätigen - erinnere mich an VCR Bondstec, die 
haufenweise nach 1-2 Jahren mit defektem Goldcap kamen - die 
Resetschaltung hat dann nicht mehr funktioniert und das Gerät war tot - 
auch bei Hifi-Geräten sind die nach einigen Jahren ausgefallen
problematisch wird es auch, wenn die Spannung auf 1-2V fällt, dann 
kippen u.U. CMOS-Zellen und Reset funktioniert nicht zuverlässig - 
selbst erlebt bei Intel Chipsätzen
die spezifizierte lifetime ist auch nicht hoch (t.B. max. 1000h bei 
70°C) und die ist ernster zu nehmen als bei guten Marken-Elkos (die 
halten ein vielfaches der spez. lifetime)

von Bauform B. (bauformb)


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Peter K. schrieb:
> 1GF schrieb:
>> Olaf schrieb:
>>>> Bis jetzt ist mir noch kein defekter GoldCap untergekommen.
>>>
>>> Nein, die sterben auch regelmaessig. Allerdings erst nach >20Jahren.
>
> kann ich so nicht bestätigen - erinnere mich an VCR Bondstec, die
> haufenweise nach 1-2 Jahren mit defektem Goldcap kamen

> die spezifizierte lifetime ist auch nicht hoch
> (t.B. max. 1000h bei 70°C)

Inzwischen gibt es immerhin etwas bessere:
Lifetime: (3.9 V; 2 years @ +65 °C, 5,000 hours @ +85 °C)
und danach hat er immer noch 70% den Nennkapazität. Wenn man das auf 
Zimmertemperatur umrechnet, könnten 20 Jahre drin sein. Kennt jemand 
noch bessere?

> problematisch wird es auch, wenn die Spannung auf 1-2V fällt, dann
> kippen u.U. CMOS-Zellen und Reset funktioniert nicht zuverlässig

Naja, daran ist ja nicht der Kondensator schuld und es wäre mit Batterie 
genauso passiert. Nur, welche RTC macht das richtig? Steht das im 
Datenblatt?

von Gerhard O. (gerhard_)


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Moin,

In 2009 baute ich damals den in Projekten gezeigten QT300 Wassersensor 
mit einem AVR. Dazu nahm ich für die Backupversorgung einer über einen 
DS1302 RTC geladenen 0.5F Supercap. Ziel war lediglich zuverlässig 14 
Tage Laufzeit. Es stellte sich aber dann heraus, daß bei langen 
Aufbewahrungszeiten dieser Kondensator Backup mindestens 9 Monate und 
sogar länger funktionierte. Nur war die RTC Lauf-Genauigkeit bei so 
langer Aus-Zeit Zeit wegen dem großen Spannungsabfall nicht so gut. Eine 
CR2032 wäre diesbezüglich wegen ihrer bedeutend besseren 
Spannungstabilität wesentlich besser gewesen. Aber dafür braucht man nie 
Zellen wechseln. Das Ziel von zwei Wochen Laufzeit wurde ja mit Abstand 
erreicht.

Gerhard

von Peter D. (peda)


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Manfred P. schrieb:
> Was tut Dein ATMega bei <1µA? Ich glaube nicht, dass er damit als Uhr
> funktioniert - Thema des Threads.

Natürlich.
Alle 1s wacht er auf und zählt die Zeit weiter. Der Interrupthandler 
läuft mit F_CPU = 8MHz und geht danach wieder schlafen.
Das ist in den > 4 Wochen enthalten. Sobald das Netzteil wieder aktiv 
ist, wird die aktuelle Zeit angezeigt.
Warte ich aber 5 Wochen, steht die Uhr auf 0:00, d.h. die CPU macht 
einen Power-On Reset. Genauer habe ich es nicht getestet.

P.S.:
Ich hab inzwischen noch etwas am Interrupthandler optimiert. Könnte 
durchaus sein, daß er jetzt die 5 Wochen auch schafft.

: Bearbeitet durch User
von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Peter K. schrieb:
>>>> Bis jetzt ist mir noch kein defekter GoldCap untergekommen.
>>>
>>> Nein, die sterben auch regelmaessig. Allerdings erst nach >20Jahren.
>
> kann ich so nicht bestätigen - erinnere mich an VCR Bondstec, die
> haufenweise nach 1-2 Jahren mit defektem Goldcap kamen

Ja, das kann ich bestätigen. Bei meinem alten Surroundverstärker(*) 
(Baujahr 1998 oder 1999) war nach ca. drei Jahren der Goldcap so 
schwach, dass er die Einstellungen nur noch einige Stunden lang hielt. 
Auch in irgendwelchen Hifi-Foren gab es etliche ähnliche Berichte über 
diesen Verstärker. Ich habe ihn noch irgendwo herumstehen, zusammen mit 
einem Tütchen Ersatz-Goldcaps und einem teuer bei Schaltungsdienst Lange 
erworbenen Service Manual, aber ich war in den letzten fast zwanzig 
Jahren zu faul, mal zur Tat zu schreiten. Da ich ihn demnächst 
vielleicht wieder verwenden will, nehme ich mir die Reparatur für dieses 
Jahr (2023!) vor.

Generell dürfte sich die Qualität bei Doppelschichtkondensatoren von 
Markenherstellern gegenüber damals deutlich verbessert haben. Damals gab 
es ja noch nicht einmal hochstromtaugliche Doppelschichtkondensatoren, 
wohingegen sie ja heutzutage sogar zur Unterstützung von Akkus 
eingesetzt werden.

Zu (*):
Typ: harman kardon AVR 2000
https://www.google.com/search?q=avr2000+goldcap

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Olaf schrieb:
> Ein grosses Problem ist es das diese Supercaps erst nach vielen (10-30)
> Minuten unter Strom wirklich geladen sind weil die interne
> Ladungsverteilung so lange braucht.

Bei Geräten, die normalerweise stunden- oder tagelang mit Strom versorgt 
werden, ist das doch überhaupt kein Problem.

Polarisationseffekte durch ins Dielektrikum eingelagerte Ladungsträger 
treten auch bei konventionellen Kondensatoren (Elkos, Folie, Keramik) 
auf. Deswegen sollte man gebrauchte Hochspannungskondensatoren auch 
immer für einige Zeit (etliche Tage) kurzgeschlossen lagern, da sie sich 
durch die umgekehrten Diffusionsprozesse wieder "selbst aufladen" 
können. Einer meiner Kunden, der u.a. Kondensatorbänke einsetzt, hat 
hierfür explizite Sicherheitsanweisungen.

von Peter K. (chips)


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Bauform B. schrieb:
> Inzwischen gibt es immerhin etwas bessere:
> Lifetime: (3.9 V; 2 years @ +65 °C, 5,000 hours @ +85 °C)
> und danach hat er immer noch 70% den Nennkapazität. Wenn man das auf
> Zimmertemperatur umrechnet, könnten 20 Jahre drin sein.

könnte aber einen Haken haben - Preis

Bauform B. schrieb:
>> problematisch wird es auch, wenn die Spannung auf 1-2V fällt, dann
>> kippen u.U. CMOS-Zellen und Reset funktioniert nicht zuverlässig
>
> Naja, daran ist ja nicht der Kondensator schuld und es wäre mit Batterie
> genauso passiert. Nur, welche RTC macht das richtig? Steht das im
> Datenblatt?

sowas steht mMn nicht im Datenblatt, außer wenn die betreffenden Teile 
dafür designed sind - ansonsten ist das eher ein Bug,
das kann man aber mit einer besseren Reset-Schaltung als nur RC-Glied 
bereinigen

von Stefan F. (Gast)


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Peter K. schrieb:
> Nur, welche RTC macht das richtig? Steht das im
> Datenblatt?

Bei den STM32Fxxx Mikrocontrollern (die eine integrierte RTC haben) ist 
das Verhalten bei Unterspannung durchaus spezifiziert. Es wird ein 
Error-Flag gesetzt, die Uhr wird angehalten, und auf 0 gesetzt.

von Bauform B. (bauformb)


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Stefan F. schrieb:
> Peter K. schrieb:
>> Nur, welche RTC macht das richtig? Steht das im
>> Datenblatt?
>
> Bei den STM32Fxxx Mikrocontrollern (die eine integrierte RTC haben) ist
> das Verhalten bei Unterspannung durchaus spezifiziert. Es wird ein
> Error-Flag gesetzt, die Uhr wird angehalten, und auf 0 gesetzt.

Ich dachte eher an externe RTC-Chips. Manche haben auch so ein Flag, 
aber das sagt nicht, dass der Reset funktioniert.

Ein uC mit RTC tut sich da leichter, weil VDD und VBATT gut getrennt 
sind. Wenn VBATT im kritischen Bereich ist und die RTC total spinnt, 
funktioniert der POR trotzdem, weil VDD meistens von 0.0V startet.

Aber falls VDD nur bis z.B. 1V statt 0V absinkt, funktioniert der POR 
auch nicht immer. Microchip und Renesas z.B. sagen ausdrücklich, dass es 
nicht funktioniert. In den STM32-Datenblättern finde ich keine Angaben 
dazu; ist das gut oder schlecht?

von Martin S. (mmaddin)


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Meine DS3231 läuft mit einem China 1F SC min. 10 Tage weiter. Das reicht 
mir. 1N4148 - fertig.

: Bearbeitet durch User
von Henrik H. (Firma: TU Chemnitz) (heha)


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>> ATtiny mit 32-kHz-Quarz: 10 µA
> 0.7µA
Heh, hoppla, wenn's um die Stromaufnahme von Mikrocontrollern für 
Uhrenanwendungen geht, kann man Angaben für Standby, Powerdown und 
ähnliche vergessen, denn man braucht ja noch mindestens einen Timer, um 
die Quarztakte bis zum Interrupt herunterzuteilen.

Richtig ist also die Stromaufnahme bei (AVR:) IDLE (= CPU steht, 
synchrone Peripherie bleibt lauffähig) zuzüglich die Stromaufnahme für 
den verwendeten Timer (meist frisst Timer1 deutlich mehr als Timer0).

Einzige Ausnahme (im AVR-Bereich) ist der asynchrone Timer2 beim 
ATmegaX8;
hier gilt die Angabe für PowerDown (RC-Oszillator steht) zuzüglich 
asynchroner Timer. Auch hier IMHO im Bereich 1..10 µA.

Das Power-Reduction-Register tut nichts weiter als (irrtümlich laufende) 
synchrone Peripherie totzulegen, hilft also kaum. Beachtenswerter sind 
die Kleinverbraucher Analogvergleicher, Referenzspannung, BrownOut und 
Watchdog.
Ebenfalls nicht zu vergessen: Offene Digitaleingänge sind wahre 
Batterietöter.

Auf der PIC1[246]-Schiene ist grundsätzlich nicht vorgesehen, die CPU 
unabhängig von synchroner Peripherie totzulegen. Im Gegenzug sind 
asynchrone Timer IMHO etwas mehr verbreitet als beim AVR. Beispielsweise 
bei PIC16F145x.

von Peter D. (peda)


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Henrik H. schrieb:
> Einzige Ausnahme (im AVR-Bereich) ist der asynchrone Timer2 beim
> ATmegaX8;

Alle ATmega haben den asynchronen Timer. Beim ATmega64 und 103 ist es 
T0, ansonsten T2.

Henrik H. schrieb:
> Ebenfalls nicht zu vergessen: Offene Digitaleingänge sind wahre
> Batterietöter.

Im Power-Save sind unbenutzte Inputs eh disabled.

von Georg M. (g_m)


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Henrik H. schrieb:
> Heh, hoppla, wenn's um die Stromaufnahme von Mikrocontrollern für
> Uhrenanwendungen geht, kann man Angaben für Standby, Powerdown und
> ähnliche vergessen, denn man braucht ja noch mindestens einen Timer, um
> die Quarztakte bis zum Interrupt herunterzuteilen.

Standby power consumption: 0.7µA @ 3V
Standby: RTC running

Was ist da so schwer zu verstehen?

von S. L. (sldt)


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Henrik H. irrte:
> ... Stromaufnahme von Mikrocontrollern ...

Eine Messreihe (vom letzten Jahr) mit Quarz 32 KiHz, auf einen Interrupt 
von 4 s heruntergeteilt:
1
uC                     Art  U [V]   I [uA]
2
ATmega324PA 1832       RTC   5.0      1.15
3
                             3.3      0.89
4
                             3.0      0.86
5
                             2.0      0.75
6
7
ATmega644P-20PU 0741   RTC   5.0      1.42
8
                             3.3      1.02
9
                             3.0      0.97
10
                             2.0      0.80
11
12
ATmega1284PU 1024      RTC   5.0      1.39
13
                             3.3      1.02
14
                             3.0      0.98
15
                             2.0      0.84
Beachten Sie den ATmega644P - der ist von 2007, also älter, als Sie hier 
angemeldet sind. Und die neuen ATtinys kommen in den gleichen Bereich.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Bauform B. schrieb:
> In den STM32-Datenblättern finde ich keine Angaben
> dazu; ist das gut oder schlecht?

Kommt aus die Anwendung an. Man kann es natürlich ausprobieren, aber ob 
sich die nächste Produktion noch genau so verhält ist ungewiss, sofern 
das Datenblatt nichts konkretes verspricht.

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