Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 1x 18650 powered Arduino Pro Mini


von Tim S. (Firma: Google) (tuxut83)


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Guten Morgen,

kurze Frage:
Derzeit betreibe ich mein Arduino Pro Mini Board (ohne Spannungsregler) 
über 2x AA Akkus, was auch ganz ordentlich funktioniert.

Nun sind mir diese neuen 18650 ins Auge gefallen und ich frage mich, wie 
ich damit mein Board betreiben könnte?
Der Spannungsbereich liegt dann zwischen 4,2V und 2,5V was zu hoch sein 
dürfte...
Brauche ich jetzt zwingend wieder einen Spannungsregler oder gibt es 
eine schonendere Alternative die 4,2V Spannung auf 3,6V zu bringen?
Ich möchte natürlich die eine 18650 Batterie so gut wie möglich 
"leersaugen". Mit einem Regler wäre ja definitiv irgendwo bei festen 
3,3V oder 3V Schluss. Mein Board bzw. die komplette Schaltung würde noch 
runter bis 2,1V reibungslos funktionieren.

Gibt es eine Art Regler der folgendes tut:
If Voltage > 3,6V then "Regeln bzw. Output auf 3,6V bringen"
else
"nicht mehr Regeln bzw. die Eingangsspannung einfach durchlassen".

Herzlichen Dank!

von 18650 (Gast)


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Du solltest Dich erst einmal mit 18650 Akkus beschäftigen und Dir die 
Datenblätter ansehen. Die Akkus haben eine Entladeschlussspannung die 
nicht unterschritten werden darf/sollte. Also "leersaugen" ist nicht 
oder der Akku dankt es Dir mit sehr kurzer Lebensdauer. Und umso näher 
Du an diese Spannung kommst umso schneller bricht die Spannung weiter 
ein. Also ist auch von dieser etwas Abstand zu halten. 2.1V wirst Du 
nicht entnehmen können, realistischer ist bei ca. 3 Volt schluss.

von Pete K. (pete77)


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Du brauchst wahrscheinlich ein BMS board.

von Jörg R. (solar77)


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Tim S. schrieb:
> Gibt es eine Art Regler der folgendes tut:
> If Voltage > 3,6V then "Regeln bzw. Output auf 3,6V bringen"
> else
> "nicht mehr Regeln bzw. die Eingangsspannung einfach durchlassen".

Ja, es gibt Stepdown Wandler z.B. von Pololu.

Bei den 18650 gibt es Ausführungen mit integrierter Schutzfunktion gegen 
Tiefentlandung.

von Einhart P. (einhart)


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Das sollte problemlos gehen. Am Besten mit einem 18650 Akku mit 
integrierter Schutzbeschaltung um das Leersaugen zu verhindern. Der 
Atmega328 auf dem Pro Mini läuft auch mit 5V und 3,3V 
Keramikkondensatoren sind sicher nicht auf dem Board.

von Jörg R. (solar77)


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Jeder Einsatz von Reglern bringt Verluste mit sich > Eigenverbrauch und 
Wirkungsgrad.

von Ralf (Gast)


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von Horst (Gast)


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Tim S. schrieb:
> Gibt es eine Art Regler der folgendes tut:
> If Voltage > 3,6V then "Regeln bzw. Output auf 3,6V bringen"
> else
> "nicht mehr Regeln bzw. die Eingangsspannung einfach durchlassen".

Sowas ähnliches bekommst Du für genau die Zwecke beim Chinesen nebenan 
für ein paar Cent: 
https://de.aliexpress.com/wholesale?catId=0&SearchText=DC-DC+1.8V-5V+to+3.3V
Kapazitive Ladungspumpe mit 1,8-5Volt Eingang, 3,3Volt raus . Machen 
knapp 100mA und reichen für viele kleine Basteleien

von Tim S. (Firma: Google) (tuxut83)


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Ich denke ich werde für den ersten Test einen 18650 Akku nehmen in 
Verbindung mit einem MCP1700 (3V Vout) und schauen wie lange das Ganze 
hält.

Meine Schaltung zieht im Schnitt 300uA aus der Leitung.
Ich habe Sensoren verbaut, die nicht mehr als 3,5V abkönnen...
Hat vielleicht schon jemand eine grobe Abschätzung, wie lange das halten 
dürfte?
Ich gehe stark davon aus, dass der Akku nur bis runter auf 3,0V entladen 
wird oder?

Herzlichen Dank nochmal!

von Jörg R. (solar77)


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Tim S. schrieb:
> Ich denke ich werde für den ersten Test einen 18650 Akku nehmen in
> Verbindung mit einem MCP1700 (3V Vout) und schauen wie lange das Ganze
> hält.

Tim S. schrieb:
> Mein Board bzw. die komplette Schaltung würde noch runter bis 2,1V
> reibungslos funktionieren.

Dann würde ich auch einen MCP17xx mit 2,5 Volt einsetzen.


Tim S. schrieb:
> Meine Schaltung zieht im Schnitt 300uA aus der Leitung.
> Ich habe Sensoren verbaut, die nicht mehr als 3,5V abkönnen...
> Hat vielleicht schon jemand eine grobe Abschätzung, wie lange das halten
> dürfte?

Grob gerechnet um die 7000 Stunden, bei einem Akku mit 2600mAh.

: Bearbeitet durch User
von Tim S. (Firma: Google) (tuxut83)


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Jörg R. schrieb:
> Grob gerechnet um die 7000 Stunden, bei einem Akku mit 2600mAh.

Wie hast du das ermittelt? Ich finde 290 Tage zu wenig...

von Jörg R. (solar77)


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Tim S. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Grob gerechnet um die 7000 Stunden, bei einem Akku mit 2600mAh.
>
> Wie hast du das ermittelt? Ich finde 290 Tage zu wenig...

Ich habe grob und großzügig gerechnet - mit Luft nach oben.

Rechnerisch kommt man bei 2600mAh und 0,305mA Verbrauch auf 8500 
Stunden, also 355 Tage. 0,005mA (5uA) habe ich für den Eigenverbrauch 
des Reglers angesetzt. Bei einem Akku mit 3000mAh sind es entsprechend 
mehr.
Dabei muss vorausgesetzt werden das die Akkus auch über die angegebene 
Kapazität verfügen. Bei diesem langen Zeitraum muss die Selbstendladung 
des Akkus in die Rechnung einbezogen werden. Das habe in meiner Rechnung 
nicht berücksichtigt.

Welchen Zeitraum musst/möchtest du denn überbrücken?

: Bearbeitet durch User
von Tim S. (Firma: Google) (tuxut83)


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Jörg R. schrieb:
> Welchen Zeitraum musst/möchtest du denn überbrücken?

Okay Danke. Ich würde mir einen Batteriewechsel alle 1,5 Jahre gefallen 
lassen... :-)

von Jörg R. (solar77)


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Tim S. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Welchen Zeitraum musst/möchtest du denn überbrücken?
>
> Okay Danke. Ich würde mir einen Batteriewechsel alle 1,5 Jahre gefallen
> lassen... :-)

Ggf. kannst du 2 Zellen parallel schalten.


Kommen auch Batterien in Frage?

3 herkömmliche Baby (C) oder Monozellen (D) würden die Schaltung über 
Jahre versorgen, mit überschaubaren Kosten. Natürlich in Verbindung mit 
dem MCP..

2 Zellen würden ohne weitere Regelung reichen, wenn die Schaltung so wie 
du schreibst auch noch bis 2,1 Volt reibungslos funktioniert.

von Manfred (Gast)


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Tim S. schrieb:
> Der Spannungsbereich liegt dann zwischen 4,2V und 2,5V was zu hoch sein
> dürfte...

Ich verstehe den ganzen Quark mit Regler rauf und runter nicht.

Einhart P. schrieb:
> Der Atmega328 auf dem Pro Mini läuft auch mit 5V und 3,3V

und hat damit recht - der ProMini kann direkt aus einer Li-Ion betrieben 
werden, mit 8MHz Quarz vollkommen inerhalb seiner Spezifikationen.

Tim, Du kannst im AT328 die interne Referenz von ca. 1,1 Volt benutzen, 
um Deine Batteriespannung zu überwachen und evtl zu melden.

von Jörg R. (solar77)


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Manfred schrieb:
> Ich verstehe den ganzen Quark mit Regler rauf und runter nicht.
>
> Einhart P. schrieb:
>> Der Atmega328 auf dem Pro Mini läuft auch mit 5V und 3,3V
>
> und hat damit recht - der ProMini

Der Pro Mini schon...

Tim S. schrieb:
> Ich habe Sensoren verbaut, die nicht mehr als 3,5V abkönnen...

von Hermann G. (df2ds)


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Das Problem ist nicht der Mini Pro, sondern die Peripherie-Komponenten, 
die oft nicht mehr als 3,3V vertragen.
Ich kenne das Problem nur zu gut. Als Lösung kommt dann nur ein 
Buck-Boost-Regler in Frage oder (oft einfacher) ein Linearregler, 
verbunden mit der Abschaltung aller gerade nicht benötigten 
Peripherie-Komponenten...

von Alex G. (dragongamer)


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3.6V wären auch zu hoch?
Sonst könnte man eine LiFePo4 Zelle nehmen. Die hat 3.6V als Maximum.
https://www.akkuteile.de/lifepo-akkus/18650/ifr-18650-1500mah-3-2v-lifepo4-lithium-eisenphosphat-pluspol-flach/a-100668/

von Manfred (Gast)


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Hermann G. schrieb:
> Das Problem ist nicht der Mini Pro, sondern die Peripherie-Komponenten,
> die oft nicht mehr als 3,3V vertragen.

Dann soll Tim das gefälligst formulieren und die Typen benennen!

Wann man sowas hat, ist es wirklich schwierig, eine ordentliche 
Energibillanz zu erzielen.

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Alex G. schrieb:
> 3.6V wären auch zu hoch?
> Sonst könnte man eine LiFePo4 Zelle nehmen. Die hat 3.6V als Maximum.

die hat er üblicherweise als Ladeschlußspannung (mein Lader schaltet bei 
3,62V ab). Schon nach kurzer Zeit liegen ist die Zellenspannung bei 
3,35V und bleibt bis fast zum Schluß über 3,2V, dann geht es recht steil 
bergab.

Gruß aus Berlin
Michael

von Alex G. (dragongamer)


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Ja, das ist mir bekannt.

Die Nutzbarkeit kommt vieleicht aufs Ladegerät an. Wenn er ein 
selbstgebautes nimmt, welches nur bis 3.5V lädt, wäre das ideal für die 
Komponenten.

Ob 3.5V oder 3.6V sollte aber eigentlich nicht unbedingt eine Rolle 
spielen.

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