Kurz ein paar Fragen: Ich betreibe mein Arduino Board (Pro Mini, 3,3V, @8Mhz) jetzt Batteriebetrieben (4xAA) und möchte natürlich die Stromaufnahme so gering wie möglich halten. 1. Was mache ich mit den ungenutzen Pins? Lege ich diese alle auf Masse? 2. Die Spannung der Batterien werden durch einen Linearregler (MCP1700) stabil auf 3,3V gebracht. Wäre es von Vorteil die Spannung weiter zu senken? Es gibt das Bauteil auch für Vout = 3,0V. Würde ich mit den 4xAA Batterien länger den Atmega328P betreiben können? 3. Die Spannung der in Reihe geschalteten Batterien würde ich gerne mit dem Atmega328P überwachen. Wie funktioniert das, wenn ich den Mikrocontroller fix bei 3,3V oder 3,0V betreibe und die zu überwachende Spannung eindeutig höher ist (4,8V - 6V)? Die Überwachung selbst soll natürlich kaum "Strom ziehen". Herzlichen Dank und beste Grüße
Hallo, 1.) die ungenutzten Pins würde ich als Eingang mit PullUp konfigurieren. 2.) Das ist meiner Meinung nach nicht von Vorteil, da die maximale Betriebsfrequenz von der Versorgungsspannung abhängt. Im Datenblatt gibt es dazu ein schönes Diagramm. Ich glaube bei 2,7V sind maximal noch 10MHz möglich. Ich würde es aber nicht wirklich bis zur Grenze ausreizen. 3.) Hier würde ich einen einfachen Spannungsteiler nutzen. Und die Widerstände so groß wie möglich wählen, damit der Strom gering bleibt.
2) Müssen es unbedingt 4 Batterien sein? Je nach Aufgabe deiner Schaltung ist es möglich ganz auf den Spannungsregler zu verzichten und statdessen nur 3 Zellen zu nutzen.
> (4xAA)
2 * AA ist ausreichend.
Den Regler brauchst du dann nicht.(runter nehmen?)
Also nicht auf RAW(Vin) einspeisen, sondern am Vcc Pin
Dann ist auch das Messen der Betriebsspannung kein Problem. Auch ohne
jede externe Beschaltung.
Bei den ungenutzten Pins, kannst du die internen Pullups aktivieren.
Arduino F. schrieb: >> (4xAA) > 2 * AA ist ausreichend. Ich biete drei: Fabrikfrisch 5 Volt, richtig leer bei 2,4 V. > Den Regler brauchst du dann nicht.(runter nehmen?) Regler und LED unbedingt runter wegen Stromverbrauch. > Also nicht auf RAW(Vin) einspeisen, sondern am Vcc Pin Jou! > Dann ist auch das Messen der Betriebsspannung kein Problem. Auch ohne > jede externe Beschaltung. Das wird dann leider eine Messung gegen die Betriebsspannung als Refefenz und immer "voll" liefern. > Bei den ungenutzten Pins, kannst du die internen Pullups aktivieren. Geschmackssache, gerne auch Output_LOW.
Manfred schrieb: > Ich biete drei: Fabrikfrisch 5 Volt, richtig leer bei 2,4 V. Das würde identischen Energiegehalt voraussetzen, das ist in der Praxis nicht gegeben. Daher fällt die Spannung bei gegebenen Strom schon deutlich vorher wie ein Stein, nämlich wenn die "kleinste" Zelle entladen ist.
In allem stimme ich dir zu, aber hier nicht: Manfred schrieb: > Das wird dann leider eine Messung gegen die Betriebsspannung als > Refefenz und immer "voll" liefern. z.B.hier ist das Prinzip beschrieben: https://jeelabs.org/2012/05/04/measuring-vcc-via-the-bandgap/ Gibt bestimmt noch schönere Tutorials. Wo dann die nötige 1 Punkt Kalibrierung beschrieben ist. Selbst von Atmel gibts da PDFs.
Manfred schrieb: > Das wird dann leider eine Messung gegen die Betriebsspannung als > Refefenz und immer "voll" liefern. Falsch. Man misst nciht Betriebsspannung gegen die Betriebsspannung sondern man misst die interne Referenz gegen Betriebsspannung. Beim 328 ist die Bandgap Referenz 1,1V. Da die bekannt ist misst man sie mit Referenz Betriebsspannung und daraus kann man dann den Wert der Betriebsspannung ausrechnen. z.B. so: http://physudo.blogspot.de/2014/08/spannung-uberwachen-am-arduino-atmega.html
Vielen Dank bis hierhin! Ich sollte vielleicht dazu sagen, dass an meinem Atmega328P noch ein BME280-Sensor und ein RF24 zur Funkübertragung angeschlossen sind. Ich möchte diese Bauteile natürlich nicht kaputt machen durch Überspannung oder so...
Bastler schrieb: > man misst die interne Referenz gegen Betriebsspannung. Danke für den Hinweis, diesen Weg kenne ich, hatte ihn aber nicht bedacht. > Beim 328 ist die Bandgap Referenz 1,1V. Mit einer leider gewaltig großen Exemplarstreuung, muß man für jeden Controller individuell kalibrieren.
Manfred schrieb: > Mit einer leider gewaltig großen Exemplarstreuung, muß man für jeden > Controller individuell kalibrieren. Da hast du Wahr! Aber das muss man sowieso, wenn man die interne Referenz verwenden will. Ist auch eine gute Gelegenheit, mal ein paar EEPROM Zellen zu nutzen.
Tim S. schrieb: > Vielen Dank bis hierhin! > > Ich sollte vielleicht dazu sagen, dass an meinem Atmega328P noch ein > BME280-Sensor und ein RF24 zur Funkübertragung angeschlossen sind. > Ich möchte diese Bauteile natürlich nicht kaputt machen durch > Überspannung oder so... Zaubern gibts nicht. Also: Mit 2 AA Akkus bekommst du keine Überspannung! Und die genannten Komponenten laufen damit. Ok, 8MHz ist bei 2,4V (und etwas drunter) schon arg knapp. Aber das kann man ja anpassen.
Tim S. schrieb: > Ich sollte vielleicht dazu sagen, dass an meinem Atmega328P noch ein > BME280-Sensor und ein RF24 zur Funkübertragung angeschlossen sind. Das wäre gleich zu Anfang sehr freundlich gewesen! > Ich möchte diese Bauteile natürlich nicht kaputt machen Der BME darf maximal 3,6V, zum RF24 finde ich nichts. Dann ist Dein ursprünglicher Weg mit vier Zellen und LowDropRegler eine sinnvolle Entscheidung. Wenn der Strom genügt, MCP170x als Regler.
Wenn auch technisch etwas komplizierter, wäre eine Babyzelle mit einem Step-Up-Wandler überlegenswert. Bei 4 AA-Zellen wird ziemlich viel Enegie am Linearregler verheizt. Gute Step-Up Wandler sollten 80 bis 90% Wirkungsgrad erreichen, Anlauf ab 0.9V ist auch Stand der Technik. Spannungsteiler für die Batteriespannung ist dann auch überflüssig. Energieinhalt von 4 AA-Zellen entspricht ungefähr eine Babyzelle. Immer 4 Zellen wechseln zu müssen, finde ich lästig (aber das ist natürlich Geschmackssache).
Ich habe den Stromverbrauch vorhin mal mit einem einfachen Multimeter durchgemessen: Wenn nichts gemessen (BME280) oder gesendet (RF24) wird verbraucht die Schaltung um die 0,2-0,3mA. Alle 4min wird dann etwas gesendet. Dann geht es ganz kurz (1s) auf 10mA hoch. Ich verwende derzeit 4x 2400mAh Akkus. Damit dürfte ich 200 Tage hinkommen oder? Danke!
A. B. schrieb: > Bei 4 AA-Zellen wird ziemlich viel > Enegie am Linearregler verheizt. Ich dachte immer der MCP1700 wäre super sparsam? Ist das echt so?
Tim S. schrieb: > Ich dachte immer der MCP1700 wäre super sparsam? Ist das echt so? Was heißt sparsam? Die Regelungselektronik in dem Ding ist vielleicht sparsam. Das, was er aber an Spannung wegregelt, ergibt mit dem Srom, der da durchfließt, Wärme. Das ist bei jedem Linearregler so. Deswegen taugen die auch grundsätzlich nichts für Batteriebetrieb.
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Tim S. schrieb: > Ich dachte immer der MCP1700 wäre super sparsam? Ist das echt so? Spannungsdifferenz am Regler Multipliziert mit dem Strom, macht verbratene Wärmeleistung am Regler. Da kann der Regler noch so sparsam sein. Mit "sparsamer Regler" ist der Eigenverbrauch gemeint. Und da weiß man nie, was da wirklich für einer auf so einem China Board montiert ist.
> Damit dürfte ich 200 Tage hinkommen oder? Ja. > Ich dachte immer der MCP1700 wäre super sparsam? Ist das echt so? Kommt auf den Blickwinkel an: für sich selbst braucht er nicht viel, aber als Linearregler verheizt er natürlich die Differenz von Ein- zu Ausgangsspannung multipliziert mit dem Strom. Ob jedoch ein Schaltregler bei den 0.3 mA sparsamer ist - na, ich weiß nicht.
Thomas E. schrieb: > Deswegen > taugen die auch grundsätzlich nichts für Batteriebetrieb. Unter Vollast wird das richtig sein. Aber wenn der AVR schläft ist das oft falsch. Denn: Schaltregler haben meist/oft einen höheren Eigenverbrauch, als Linearregler.
Das würde ja bedeuten, dass je weiter die Batteriespannung sich der 3,3V annähert, die Schaltung immer effektiver wird? Ist es dann denkbar, dass der Stromverbrauch noch auf 0,1mA sinken könnte?
Arduino F. schrieb: > Schaltregler haben meist/oft einen höheren Eigenverbrauch Na und? Die Alternative ist nicht Schaltregler, sondern gar kein Regler.
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Bearbeitet durch User
A. B. schrieb: > Wenn auch technisch etwas komplizierter, wäre eine Babyzelle mit einem > Step-Up-Wandler überlegenswert. Bei 4 AA-Zellen wird ziemlich viel > Enegie am Linearregler verheizt. Gute Step-Up Wandler sollten 80 bis 90% > Wirkungsgrad erreichen, Gut, irgendwo abgeschrieben und den Zusammenhang nicht verstanden? Diese tollen Wirkungsgrade kannst Du Dir ..., wenn die Last fast keinen Strom zieht. µC im Tiefschlaf und Schaltregler ist energetischer Unfug. Man kann vielleicht Exoten finden, die auch bei geringer Last sparsam sind - die werden sich dem Bastler eher entziehen, weil er sie nicht als fertiges Board bekommt und mechanisch nicht verarbeiten kann. Arduino F. schrieb: >> Ich dachte immer der MCP1700 wäre super sparsam? Ist das echt so? Er ist es, in Deinem Fall zählt sein Eigenverbrauch, der ist kaum zu unterbieten. Hier wird doch immer noch ein Chinese xl_irgendwas genannt, der kann mit und koste auch nur ein paar cent. Achte auf die zulässige Eingangsspannung, beim 1700 6 Volt - ich setze lieber auf MCP1703. > Spannungsdifferenz am Regler Multipliziert mit dem Strom, macht > verbratene Wärmeleistung am Regler. > Da kann der Regler noch so sparsam sein. Interessiert das beim schlafenden Controller? Die kurzen Zeitintervalle, in denen gemessen / gesendet wird, schlagen kaum zu Buche. > Mit "sparsamer Regler" ist der Eigenverbrauch gemeint. > Und da weiß man nie, was da wirklich für einer auf so einem China Board > montiert ist. Ich habe MCP1702 und MCP1703 über Ali gekauft, die bislang verbauten halten den spezifizierten Querstrom ein. Tim S. schrieb: > Wenn nichts gemessen (BME280) oder gesendet (RF24) wird verbraucht die > Schaltung um die 0,2-0,3mA. Wo bleibt der viele Strom? Ich habe einen ProMini 16MHz an 5V laufen, tatsächlich gemessen um 7µA. Orientiert hatte ich mich an dem: http://www.home-automation-community.com/arduino-low-power-how-to-run-atmega328p-for-a-year-on-coin-cell-battery/ Tim S. schrieb: > Das würde ja bedeuten, dass je weiter die Batteriespannung sich der 3,3V > annähert, die Schaltung immer effektiver wird? Fruchtlose Theorie, der Strom bleibt. Wenn Du im Ruhezustand 0,3mA hast und zu Beginn am Regler 2,7V abfallen, sind das 0,8 Milliwatt. Beim Senden ... mit 20mA immerhin 54mW, wen juckt das? Dein Wirkungsgrad liegt zu Anfang natürlich bei nur 55%, aber ich will denn bastlerfähigen Schaltregler sehen, der _unter Deinen Betriebsbedingungen_ besser ist. Thomas E. schrieb: > Na und? Die Alternative ist nicht Schaltregler, sondern gar kein Regler. Das Argument ist unschlagbar! Ich finde leider keine Angabe, wie sich die Sendeleistung vom RF24 mit der Versorgungsspannung ändert.
Tim S. schrieb: > Das würde ja bedeuten, dass je weiter die Batteriespannung sich der 3,3V > annähert, die Schaltung immer effektiver wird? > > Ist es dann denkbar, dass der Stromverbrauch noch auf 0,1mA sinken > könnte? Am effektivsten ist es, gar keinen Spannungsregler zu verwenden, sondern gleich einen Akku, der eine 3,3V Spannung liefert. Also einen LiFePO4.
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