Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Diode statt Schaltregler


von stromer (Gast)


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eine theoretische Betrachtung: Kann man einen AVR, der die meiste zeit 
"schläft" und dabei nur minimalen Strom verbraucht (<0,3mA), und der im 
Betrieb max. 20mA, an 4 Batterien betreiben mit einer Diode in Reihe, 
also so:

+6V --->|--AVR--- GND

Ziel ist es, möglichst wenig Strom zu verbrauchen. Oder verbraucht ein 
LDO anstelle der Diode auch "nichts", wenn der AVR schläft?

von Joachim B. (jar)


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ein LDO braucht mehr, der hat immer einen Strom nach GND.

was soll die Angabe von 6V und 4 Batterien?

schon mal nachgemessen?

Zink-Kohle gibt es nicht mehr und volle Alkaline bringen fast 7V und das 
ist ausserhalb der Toleranz (auch mit einer Diode) für den Atmel, mit 
NiMh Akkus gehts aber unter 5,5V bei voll.

wenn denn würde ich 4x Schottky Diode oder 2xm Si Diode wählen.

von stromer (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> schon mal nachgemessen?

nein, guter Hinweis..

Joachim B. schrieb:
> wenn denn würde ich 4x Schottky Diode oder 2xm Si Diode wählen.

Ich war halt nicht sicher, weil sich die Flussspannung bei einer Diode 
erst bei einem minimalen Strom einstellt (glaube ich zu wissen) - heißt 
anderereseits: Bei sehr wenig Strom "sieht" der AVR zu hohe Spannung, 
auch bei 2 Dioden?

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Warum lässt du nicht einfach eine der vier Zellen weg? Dann stimmt die
Spannung, du brauchst keine Diode, und du sparst sogar noch Geld.

von Falk B. (falk)


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@ stromer (Gast)

>Ich war halt nicht sicher, weil sich die Flussspannung bei einer Diode
>erst bei einem minimalen Strom einstellt (glaube ich zu wissen)

Ist auch so. Im uA-Bereich hat auch eine Siliziumdiode nur 200-400mV, je 
nach Typ.

>- heißt
>anderereseits: Bei sehr wenig Strom "sieht" der AVR zu hohe Spannung,
>auch bei 2 Dioden?

Ja. Nimm einen sparsamen Linearregler, die gibt es heute überall.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Versorgung_aus_einer_Zelle#Vier_Mignonzellen_mit_LowDrop-Linearregler

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Yalu X. schrieb:
> Dann stimmt die Spannung
Sogar, bis die Batterien absolut völlig entladen sind, denn der AVR 
läuft ja auch mit weniger als 5V...

von andreas61 (Gast)


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Da kannst du nur in die Datenblätter der Dioden sehen und so die 
richtigen finden.
Anhand der Diagramme ist erkennbar, ob dein Stromverbrauch im linearen 
Spannungsbereich liegt.


Gruß Andreas

von stromer (Gast)


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Yalu X. schrieb:
> Warum lässt du nicht einfach eine der vier Zellen weg?

Ich brauche die Spannung an anderer Stelle (mindestens 5V).

Falk B. schrieb:
> Ja. Nimm einen sparsamen Linearregler, die gibt es heute überall.
>
> 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Versorgung_aus_einer_Zelle#Vier_Mignonzellen_mit_LowDrop-Linearregler

Danke für den Link, ich lese mal ...

von Typ (Gast)


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stromer schrieb:
> Yalu X. schrieb:
>> Warum lässt du nicht einfach eine der vier Zellen weg?
>
> Ich brauche die Spannung an anderer Stelle (mindestens 5V).

Dann greif doch einfach eine Zelle früher ab

von M. K. (sylaina)


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Also ich würde hier auch einen LDO wählen, es gibt da durchaus auch sehr 
sparsame Varianten die keine 3 mA Grundlast brauchen.

von Joachim B. (jar)


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M. K. schrieb:
> Also ich würde hier auch einen LDO wählen, es gibt da durchaus
> auch sehr
> sparsame Varianten die keine 3 mA Grundlast brauchen.

welche gehen denn unter einige µA?

ein Atmel der schläft dann deutlich tiefer, da wäre der LDO der 
Hauptverbraucher, aber über die Zellen und deren Selbstentladung sagt 
der TO ja nichts.

von Peter II (Gast)


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von Wolfgang (Gast)


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von M. K. (sylaina)


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Joachim B. schrieb:
> welche gehen denn unter einige µA?

z.B. XC6206P332MR: 3.3V Ausgangsspannung, bis 6V Eingangsspannung, 
Eigenstrombedarf typ. 1uA, Gehäuse SOT23.

: Bearbeitet durch User
von josh (Gast)


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Der TPS geht doch auch nur bis 6V absmax.
Von den Dioden würde ich auch abraten, gibt zwar "Stabistoren" mit 
spezifiziertem Vf, auch bis runter zu 10µA, aber die sind wohl nicht 
ganz einfach zu bekommen und machen nur ca. 200mA (bei dann entsprechend 
grossem Vf). Vielleicht geht aber eine Kombination:
Wenn der µC beim Wecken noch vor höherer Stromaufnahme einen Enable 
schalten kann, dann wäre vielleicht ein MIC5216 was, der nimmt nur 
Sub-µA (typ.!). Dafür aber höherer Eigenverbrauch im Betrieb.
Oder einer der keinen Enable hat, aber im Betrieb weniger braucht, mit 
einem TPS27081 als Einschalter dafür. µC wird im Sleep dann über eine 
Diode und paar zehn bis hundert Ohm an 2. oder 3. Zelle versorgt.

von josh (Gast)


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Oh, den genannten TPS709 hatte ich übersehen, der sieht noch besser aus 
als der Micrel und man kann sich die Enable-Mimik sparen. Solange man 
mit dem Strom hinkommt den der liefern kann.

von Simpel (Gast)


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Wenn der Atmel noch nen Pin frei hat, könnte man folgendes machen:

Wenn er nicht schläft, erzeugt er an dem besagten Pin ein Rechtecksignal 
welches AC-gekoppelt über ne Verdopplerstufe einen FET in der Zuleitung 
durchsteuert und somit die Vcc auf normales Niveau (5V) anhebt. Im 
Schlafzustand hat der Pin einen festen Pegel und steuert wegen der 
ac-Kopplung den Fet nicht auf. Über Dioden muss dann nur eine 
akzeptable, abgesenkte Standby-Spannung über einen Bypasszweig anliegen, 
bis der Atmel wieder aufwacht. D.h. er arbeitet mit 5V und schläft bei 
ca. 2,5V....

von Wolfgang (Gast)


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josh schrieb:
> Solange man mit dem Strom hinkommt den der liefern kann.

Warum sollte der TPS709 bei 20mA an seine Grenzen stoßen?

stromer schrieb:
> ... und der im Betrieb max. 20mA [ braucht ] ...

von M. K. (sylaina)


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Wolfgang schrieb:
> Warum sollte der TPS709 bei 20mA an seine Grenzen stoßen?

Das frag ich mich auch und auch der von mir vorgeschlagene XC6206 kann 
ebenfalls bis 200 mA was den Anforderungen, die hier genannt wurden, 
locker genügt.

von Stefan F. (Gast)


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Bei 4 Zellen Batteriebetrieb hat man 4 Versorgungsspannungen zur 
Verfügung:

ca. 1,5V
ca. 3V
ca. 4,5V
ca. 7V


Die 4,5V passen prima ohne Spannungsregler, also sollte man die nehmen.

Du hast erwähnt, dass du für irgendwas auch stabile 5V brauchst. Dazu 
genügen 4 Zellen aber nicht, denn die gehen bis auf 3,6V runter wenn man 
sie normal ausnutzen will.

Insofern liegt es nahe, die µC mit 3 Zellen zu betreiben und die 5V 
Schaltung mit einem Step-Up oder mindestens 6 Zellen und einem Step-Down 
Wandler. Diesen kann der Mikrocontroller dann eventuell auch abschalten, 
um in Standby-Phasen die Batterien zu schonen.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Warum hat deine letzte Zelle 2,5V :-)

von Stefan F. (Gast)


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Sorry, ich wollte natürlich 6V schreiben

von M. K. (sylaina)


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Stefan U. schrieb:
> Bei 4 Zellen Batteriebetrieb hat man 4 Versorgungsspannungen zur
> Verfügung:
>
> ca. 1,5V
> ca. 3V
> ca. 4,5V
> ca. 7V

Also bei den üblichen Batterie-Haltern für 4 Mignon-/Mikro-Zellen ist 
mir bisher noch nicht aufgefallen, dass man problemlos an die 4.5 V 
käme. Die 3 V sind durchaus machbar aber auch nicht unbedingt 
zugänglich. Es käme hier halt drauf an wie das aktuelle Konzept zum 
Batteriehalter aussieht. Wäre natürlich eine elegante Lösung direkt an 
die Zellen zu gehen. Vielleicht soll aber auch neben den Zellen die 
Möglichkeit bestehen ein 6V Netzteil anschließen zu können, dann wirds 
schon wieder eng mit "Zwischenspannung abgreifen" aber das kann wiederum 
nur der TE beantworten.

von Stefan F. (Gast)


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Man kann Drähte an die Nieten anlöten. Oder man nimmt vier einzelne 
Halter. Oder man klemmt einen Streifen Entlötlitze als zusätzlichen 
lötbaren Kontakt rein.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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M. K. schrieb:
> das kann wiederum nur der TE beantworten.
Interessant und elementar für die ganzen Überlegungen wäre die 
Information, wofür die einzelnen Versorgungsspannungen sind (wofür sind 
die "mindestens 5V" an "anderer Stelle") und welche Ströme da zu welchem 
Zeitpunkt nötig sind.

Stefan U. schrieb:
> Man kann Drähte an die Nieten anlöten.
Habe ich auch schon gemacht. Man muss bei dem verwendeten wachsweichen 
Plastik mit gefühltem Schmelzpunkt knapp über der von Butter aber gut 
aufpassen...

von Stefan F. (Gast)


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> gefühltem Schmelzpunkt knapp über der von Butter

Da sagst du was. Aber das schöne ist: Wenn man die Nieten beim Abkählen 
mit einer Zange festhält und eine ruhige hand hat, wird die Butter beim 
Abkühlen wieder in der richtigen Form hart.

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