Step Down oder Step Up - Verluste

jz23 schrieb:
> Den uC einfach direkt an den 1s Akku. Da du keinen Typ genannt
> hast, kann ich dir natürlich nicht sagen, ob das bei dir auch geht.

Der TO hat aber 5 Volt als Versorgungsspannung angegeben. Daher würde 
ich 2s nehmen. Der Strom der den Akkus entnommen wird ist geringer als 
bei 1s.

Natürlich stellt sich die Frage ob der uC bzw. die Peripherie drumherum 
5 Volt benötigt bzw. durch andere Hardware ersetzt werden kann.

Eine weitere Frage ist ob ein Stepdown oder besser ein LDO verwendet 
wird.

Jemand schrieb:
> D.h. ein 1Ah Akku kann 1h lang ein Ampere liefern bis er die vom
> Hersteller gewählte Entladeschlussspannung erreicht hat...

Nein, das kann er nicht. Die Kapazität wird mit C/20 angegeben.

@Jemand
Du hast im großen Maßstab sicherlich recht. Merkt man auch dass stark 
belastete Akkus, warm werden. Da geht die Energie verloren.
Aber meinst du wirklich das spielt auch bei ein paar Dutzend oder 100mah 
eine Rolle?

Denke im gesamtprojekt hängt das von so vielen Faktoren ab, dass man mit 
Messen, besser beraten wäre.

@Seppel
Also besorg dir beide Aufbauten. So ein paar Step-up und Step-Down 
Wandler sollte man sowieso im Haus haben, und messe wieviel Strom 
jeweils aus den Akkus dann efektiv gesaugt wird.

Wenn die Laufzeit nicht grad in Tagen liegt, alternativ die Geräte 
laufen lassen bis der Akku leer ist.

Seppel schrieb:
> Ok, ich dachte es gibt da signifikante Unterschiede. Das System
> soll ca.
> 1 Jahr autark laufen (stündlich mal kurz zum messen an und einmal pro
> Tag Daten per Funk übermitteln), deshalb bin ich nun am optimieren.
> Hatte zunächst an einen ca. 10.000 mAh 2s LiPo-Akku gedacht. Benötige
> kurzzeitig Ströme von bis zu 1 A (wegen Funkmodul). Aus Unwissenheit
> hatte ich damals einen Traco TSR1 gekauft. Jetzt las ich im Datenblatt,
> dass dieser einen Ruhestrombedarf von 1 mA hat! Das geht ja mal gar
> nicht.

Bist Du sicher dass das Funkmodul 1A beim Senden aufnimmt? Wie lang wird 
einmal am Tag gesendet.

Ich bin immer noch bei 2s Akkus.

Die 5 Volt für den uC würde ich über einen LDO erzeugen. Ein MCP17xx 
benötigt < 5uA für sich selbst.
Die 5 Volt für das Funkmodul kommen über einen 2ten Regler der nur bei 
Bedarf zugeschaltet wird.

Den uC würde ich nur beim Messen/Senden aufwecken.

Seppel schrieb:
> Ok, ich dachte es gibt da signifikante Unterschiede. Das System
> soll ca.
> 1 Jahr autark laufen (stündlich mal kurz zum messen an und einmal pro
> Tag Daten per Funk übermitteln), deshalb bin ich nun am optimieren.
> Hatte zunächst an einen ca. 10.000 mAh 2s LiPo-Akku gedacht. Benötige
> kurzzeitig Ströme von bis zu 1 A (wegen Funkmodul). Aus Unwissenheit
> hatte ich damals einen Traco TSR1 gekauft. Jetzt las ich im Datenblatt,
> dass dieser einen Ruhestrombedarf von 1 mA hat! Das geht ja mal gar
> nicht.

Du hats da ein grundsätzliches Designproblem. So etwas macht man nicht 
mit 5V uCs.
Wenn das Funkmodul (was immer das auch sei) wirklich 5V braucht, dann 
macht man das so daß der uC direkt mit der LiIon Batterie läuft. Zum 
Einschalten des Funkmoduls wird dann der uC den Aufwärtswandler 
einschalten und so das Funkmodul versorgen.
Aber da ja bis jetzt alles geheim ist (uC? Funkmodul? Dauer des 
Sendens?) kann man nicht mehr dazu sagen. 10000mAh scheinen mir auch 
weit überdimensioniert. Da hast Du mehr Verbrauch durch Eigenentladung 
als Deine Schaltung (wenn sie richtig designt ist) verbraucht.

Seppel schrieb:
> überlege nun, was mit weniger Leistungsverlusten einhergeht:
> 1s Li-Ion Akku hochsetzen? oder 2s Li-Ion Akku heruntersetzen?

Die Leistungsverluste sind nicht das einzige Kriterium. Für einen 1S 
Akku spricht in jedem Fall das einfachere Handling. Kein Balancer nötig, 
Entladen wirklich bis auf das letzte bißchen Energie, gut verfügbare 
Lade-IC, USB-Netzteile zum Laden nutzbar.

Wenn es um den Langzeitbetrieb geht, würde man aber vor allem den 
permanent laufenden Schaltregler weghaben wollen. Deswegen den µC am 
besten direkt am Akku betreiben und den Schaltregler nur bei Bedarf 
zuschalten.

ich stimme Axel zu eine Zelle dürfte Woll besser sein.
Ein sicher nicht unwichtiger nachteil ist wenn step up ausfehlt ok 
bricht halt die Spannung ein und nix geht kaputt.
bei step down ist das anderes da KÖNNTE dir die restliche Akkuspannung 
in die Schaltung schlagen und schaden anrichten.

Hajo schrieb:
> ... einen 2s Akku nehmen und mittels Abgreifen der Spannung einer Zelle
> ohne Regler die 3,0 - 4,1 V erzeugen und die 5 V mittels Abgreifen der
> Spannung aus beiden Zellen über einen Regler erzeugen?

Wohl kaum. Es sei denn, du möchtest die Systemeffizienz pessimieren. 
Einzelzellen eines Akkupacks asymmetrisch zu belasten, fällt dir früher 
oder später auf die Füße (die schwächste bzw. am stärksten belastete 
Zelle bestimmt die Lebensdauer) bzw. tritt dir gleich direkt in die Eier 
(Balancing & Co)

Bei Langzeitanwendungen, die 99.9% der Laufzeit im deep-sleep 
verbringen, muß man auf eben diesen Betriebszustand hin optimieren. Ein 
Stepdown mit 1µA Ruhestrom mag auf dem Papier gut aussehen. Aber wenn er 
nur 200nA bei der halben Eingangsspannung liefern muß, ist der 
Wirkungsgrad trotzdem nur bei lausigen 10%. Und das, obwohl der 
Spannungsbereich eines LiPo Akkus und der eines µC eigentlich sehr gut 
harmonieren.

Schau dir einfach mal real existierende Designs an. Z.B. den Amazon 
Dash-Button. Die machen das eigentlich alle so: der permanent aktive 
(aber halt schlafende) Teil hängt direkt am Akku. Und wenn Bedarf 
besteht, wird ein Spannungswandler von diesem Teil aktiviert und 
versorgt nachgelagerte Schaltungsteile.

ja, so betrachtet scheint die Step Up variante ebsser zu sein.
Also passenden Mikrocontroler direkt an die eine Zelle anschließen und 
wenn der Sender gebraucht wird, den Step-Up einschalten.

Hajo schrieb:
> Alles klar, danke für die Vorschläge. Dann werde ich mit 1s
> arbeiten und
> die Wägezellen bzw. den Verstärker mit einem Step-Up versorgen. Dann
> schießt es mir auch (mit etwas Glück), bei einem Defekt, nur den
> Verstärker kaputt.

Wenn die 1S Variante nur noch 3 Volt hat fließen bei 1A am Ausgang des 
Stepup ca. 2A in den Eingang des Reglers. Damit knickt er noch schneller 
ein.


DAVID -. schrieb:
> bei step down ist das anderes da KÖNNTE dir die restliche Akkuspannung
> in die Schaltung schlagen und schaden anrichten.

Schwaches Argument?

Wie schon gesagt, 2S und LDO und das Funkmodul bei Bedarf zuschalten.
Oder gleich Module verwenden die mit 1S funktionieren.


Hajo schrieb:
> Wo wir gerade dabei sind, gibts sowas schon als fertiges Bauteil? Finde
> nur Step-Down Wandler fertig verschaltet im Gehäuse.

Ja, z.B. von Pololu. Aber wo ist das Problem wenn ein Gehäuse drumherum 
ist?


@TO
Bitte nur einen Nickname verwenden.

Hajo schrieb:
> Wo wir gerade dabei sind, gibts sowas schon als fertiges Bauteil? Finde
> nur Step-Down Wandler fertig verschaltet im Gehäuse.

Hier zB:

https://www.ebay.de/itm/MT3608-DC-DC-Step-Up-Wandler-2A2V-24V-Modul/291788213346

Das IC hat auch einen Enable-Eingang zum Ein/Ausschalten (Pin4), müsste 
evtl freigelötet werden.