Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wie Pololu 3.3V S7V8F3 abschalten?


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von Marvin B. (marvin96)


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Servus,

die Situation ist folgende, ich habe den ESP8266 01, den MSP430G2553 
sowie Sensorik als Verbraucher. Die 3,3V beziehe ich aus dem Pololu 3.3V 
Step-Up/Step-Down Voltage Regulator S7V8F3. Nun kann man die 3.3V 
Versorgung über SHDN abschalten. Lediglich alle 15 Minuten möchte ich 
für ein paar Sekunden aufwachen.

Wie macht man das üblicherweise? Eigentlich wollte ich den MSP für die 
Steueraufgaben verwenden, der würde sich aber selbst abschalten :-). Ich 
müsste also noch einen 3.3V Stromkreis erzeugen, welcher nicht 
abgeschaltet wird, was aber wieder Strom kostet.

Ich bin neu in dieser Thematik aber vielleicht steh ich grad nur auf dem 
Schlauch.

von Jörg R. (solar77)


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Woher kommt die Versorgung für den Pololu?
Wie hoch, bzw. in welchem Bereich ist diese Spannung?

Eine kleine Zeichnung Deines Aufbaus wäre vielleicht hilfreich.

von Marvin B. (marvin96)


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Die Versorgung sollte von einem 9V-Block, 6 AA in Reihe oder 4 AA in 
Reihe kommen. Da wollte ich mich erst festlegen wenn ich die genaue 
Laufzeit der Schaltung kenne. Wenn ich es jetzt festlegen müsste, dann 
würde ich die 4 AA in Reihe wählen. Eine Zeichnung des Aufbaus befindet 
sich im Anhang.

von Harald (Gast)


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Nimm einen weiteren Spannungsregler für die Versorgung des MSP. Suche 
nach „low quiescent current linear regulator“, da kommt dann so etwas 
wie der MCP1703 zum Vorschein. Der braucht nur wenige uA für sich 
selbst. Aufgepasst, die dynamischen Regeleigenschaften von solchen Typen 
sind oft nicht die besten, aber für diesen Zweck sollte es reichen. 
Weiterhin ist er recht anspruchslos was die Ein- und Ausgangskapazitäten 
angeht.

von Harald (Gast)


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Nochmal zum Verbrauch deiner Schaltung:
Dein Hauptverbraucher wird übrigens der Spannungsteiler zur Messung der 
Batteriespannung. Mache den Teiler hochohmiger, füge einen 100nF 
parallel zum unteren Widerstand hinzu oder mache den ganzen Teiler 
abschaltbar wie im Bild gezeigt.
Weiterhin wirst Du dich mit dem Power-Down des MSP beschäftigen müssen. 
Die Abschaltung des Prozessor ist dabei das kleinere Problem. Vielmehr 
wird der Strom durch die angeschlossene Peripherie bestimmt, jeder Ein- 
und Ausgang muss genau auf sein Verhalten bzgl. der abgeschalteten 
Schaltungsteile untersucht werden. Da ergeben sich mitunter durch die 
eingebauten Eingangsdioden der abgeschalteten Elemente recht 
interessante Effekte.

Messe den Strom im Power-Down und klemme jeden Pin einzeln ab und 
beobachte. Irgendwann wirst Du im Bereich kleiner 5µA sein.

von Manfred (Gast)


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Harald schrieb:
> wie der MCP1703 zum Vorschein.
> Weiterhin ist er recht anspruchslos
> was die Ein- und Ausgangskapazitäten angeht.

Vorsichtig, den MCP1703 habe ich als recht schwingfreudig erlebt, seinen 
0,47µ MKT an beiden Seiten will der gerne haben.

Harald schrieb:
> Dein Hauptverbraucher wird übrigens der Spannungsteiler zur Messung der
> Batteriespannung. Mache den Teiler hochohmiger, füge einen 100nF
> parallel zum unteren Widerstand hinzu oder mache den ganzen Teiler
> abschaltbar wie im Bild gezeigt.

Habe ich neulich ähnlich gemacht. Bitte dran denken, dass man ein paar 
Millisekunden Pause zwischen Einschalten und Messung braucht, sonst gibt 
das unsinnige Meßwerte. 120k an 100n sind 12ms - ich würde den C weg 
lassen.

von Harald (Gast)


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@Manfred: Gute Hinweise, wobei ich das mit Schwingfreudigkeit bei 
Verwendung von MLCC Kapazitäten nicht bestätigen kann. Meinst du die 
Wima MKT in bedrahteter Form? Im Datenblatt sind MLCC angegeben...

von Marvin B. (Gast)


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Vielen lieben Dank für die Informationen.

Den Spannungsteiler könnte ich insgesamt auf 4,45MΩ dimensionieren. Bei 
max. 10V wären dass dann 2,2µA. Das müsste doch ausreichen?

Dann nehme ich den MCP1703 mit den entsprechenden Kapazitäten. Den SHDN 
schalte ich über einen GPIO des MSP auf GND.

Den MSP habe ich mit Energia programmiert, da habe ich auch eine 
sleep-Funktion eingebaut. Ich meine der lag damit während des sleep im 
mA Bereich ohne Peripherie. Hat das Launchpad einen Eigenverbrauch wenn 
ich die LEDs abgeklemmt habe? Na gut dann muss ich mich nochmal mit 
Energia beschäftigen.

von Harald (Gast)


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Den C würde ich auf jeden Fall dranlassen, sonst zieht sich der ADC 
durch den SampleHold Kondensator einen leicht falschen Wert. Man kann 
die Aufladezeit ja abwarten, das tut ja nicht weh. Oder man nimmt 10nF, 
das reicht auch.

von Marvin B. (marvin96)


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Okay, vielen lieben Dank. Die Schaltung würde ich dann wie sie nun im 
Bild zu sehen ist umsetzen.
Kann ich vorher noch etwas optimieren (z.B. im Sinne der Stabilität)? 
Ich überlege noch eine Diode zum Schutz gegen Verpolung einzusetzen, 
kostet aber in der einfachsten Umsetzung ein bisschen Leistung...
Sind die Kondensatoren vernünftig gewählt? Ist das Prellen der 
Reset-Taste so noch ein Problem?
Dauert das Aufladen bei 1,2MOhm mit 100nF eigentlich länger? Wie 
entsteht der Messfehler, wenn ich den Kondensator weglasse?

Das waren jetzt viele Fragen.

von Jörg R. (solar77)


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Marvin B. schrieb:
> Kann ich vorher noch etwas optimieren (z.B. im Sinne der Stabilität)?

Wozu die 1000uF am Ausgang des Pololu?

> Ich überlege noch eine Diode zum Schutz gegen Verpolung einzusetzen,
> kostet aber in der einfachsten Umsetzung ein bisschen Leistung...

Schaden kann sie nicht, klaut dir aber mindestens 0,3 Volt von der 
ohnehin schon uneffizienten Versorgung durch den 9 Volt Blockö.

Für den MCP17.. gibt das DB 1uF Ceramic oder Tantal an.


> Sind die Kondensatoren vernünftig gewählt? Ist das Prellen der
> Reset-Taste so noch ein Problem?
> Dauert das Aufladen bei 1,2MOhm mit 100nF eigentlich länger?

Der 100nF ist rechnerisch nach ca. 2 Sek. voll. Das passiert ja auch nur 
wenn die Batterie gewechselt wird. Den würde ich ggf. aber kleiner 
auslegen.


> Wie entsteht der Messfehler, wenn ich den Kondensator weglasse?

Ich frage mich ob ein Messfehler durch den Analogeingang des uC 
entsteht. Wie hochohmig ist der? Dein Spannungsteiler ist selbst recht 
hochohmig und wird durch den Analogeingang „belastet“.


Kritik zum Plan:
- könnte etwas übersichtlicher gezeichnet sein
- Bauteilebezeichnungen fehlen..R1..C1...usw. So kann man keinen Bezug 
auf einzelne Bauteile nehmen.

: Bearbeitet durch User
von Marvin B. (marvin96)


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Jörg R. schrieb:
> Wozu die 1000uF am Ausgang des Pololu?

Ich meine, dass der ESP8266 gerne Spannungsspitzen produziert. Die 
1000µF sollten diesen Effekt dämpfen und die Sensoren vor Fehlern 
bewahren.
edit: Hm sehe gerade, dass ich den aber wirklich kleiner dimensionieren 
sollte. Alles andere wäre da wie mit Kanonenkugeln auf Spatzen zu 
schießen.

> Schaden kann sie nicht, klaut dir aber mindestens 0,3 Volt von der
> ohnehin schon uneffizienten Versorgung durch den 9 Volt Blockö.

Ok die 0,3V sind es mir definitiv wert. Dann verbaue ich doch lieber 
eine Diode. Nur welche nehme ich in dieser Schaltung? Der Strom kommt 
von 6 Mignon Alkaline Batterien. Also braucht man eine Diode die so 10V 
sperren kann? Ich denke mehr als 500mA Verbrauch sollten auch nicht 
anfallen.

>> Wie entsteht der Messfehler, wenn ich den Kondensator weglasse?
>
> Ich frage mich ob ein Messfehler durch den Analogeingang des uC
> entsteht. Wie hochohmig ist der? Dein Spannungsteiler ist selbst recht
> hochohmig und wird durch den Analogeingang „belastet“.

Finde ich den Widerstand des Eingangs im Datenblatt? Da bin ich gerade 
überfragt.

Die Bauteile habe ich nun beschriftet, ist das erste Mal, dass ich so 
eine Schaltung über tinyCAD gezeichnet habe. Ich fand es sogar etwas zu 
bunt. :-)

Sollte ich den Strom zwischen dem P2.3 des MSP's und dem SHDN des Pololu 
3.3V S7V8F3 lieber mit einem Widerstand begrenzen? Soweit wird SHDN 
intern über 100kOhm auf high gezogen. Abschalten würde ich dann mit P2.3 
auf low.
Der Pololu soll aktuell jede Stunde kurz Strom liefern und dann 
abschalten. Also ESP und Sensoren ausschalten.

: Bearbeitet durch User
von Jörg R. (solar77)


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Marvin B. schrieb:
> Ok die 0,3V sind es mir definitiv wert. Dann verbaue ich doch lieber
> eine Diode. Nur welche nehme ich in dieser Schaltung? Der Strom kommt
> von 6 Mignon Alkaline Batterien. Also braucht man eine Diode die so 10V
> sperren kann? Ich denke mehr als 500mA Verbrauch sollten auch nicht
> anfallen.

Beispiel: 1N5817

https://www.reichelt.de/1N-UF-AA-Dioden/1N-5817/3/index.html?ACTION=3&LA=446&ARTICLE=41848&GROUPID=2987&artnr=1N+5817&SEARCH=Schottky%2BDiode&trstct=pos_24

Es gibt vermutlich bessere Alternativen, die viel mir aber gerade ein.


Marvin B. schrieb:
> Finde ich den Widerstand des Eingangs im Datenblatt? Da bin ich gerade
> überfragt.

Ja, der sollte im DB stehen, alternativ evtl. auch der Eingangsstrom der 
Inputpins.


Marvin B. schrieb:
> Sollte ich den Strom zwischen dem P2.3 des MSP's und dem SHDN des Pololu
> 3.3V S7V8F3 lieber mit einem Widerstand begrenzen? Soweit wird SHDN
> intern über 100kOhm auf high gezogen. Abschalten würde ich dann mit P2.3
> auf low.

Du musst halt darauf achten das der SHDN weit genug heruntergezogen 
wird, sonst bleibt der Pololu aktiv.


Nutzt du für die Auswertung der LDR bewusst nur ca. 50% der 
Versorgungsspannung? Das ist der Fall wenn die LDR hochohmig sind, also 
bei Dunkelheit. Bei zuhnehmender Helligkeit wandert die Spannung 
Richtung GND.

: Bearbeitet durch User

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