Hallo zusammen, ich bin neu in der Mikrocontroller-Entwicklung und beschäftige mich derzeit mit einem System, das mit einer Batterie betrieben werden soll. Mein Fokus liegt daher auf der Reduzierung des Energieverbrauchs. Dabei ist mir die Möglichkeit zur Senkung des Leistungsbedarfs durch Senkung der Versorgungsspannung aufgefallen (P=U*I). Hat eine Senkung der Versorgungsspannung auch einen Einfluss auf die Arbeit des Mikrocontrollers? Ansonsten wäre es ja ein leichtes durch die Senkung der Spannung Energie zu sparen. Danke euch für die Antworten!
Sowas ergibt sich aus dem Datenblatt. Alles andere ist nur wilde Vermutung. Viel sinnvoller ist es aber, über die zur Aufgabe passende Taktfrequenz und die Sleep- Stop- und ähnliche Modi nachzudenken. W.S.
Jens schrieb: > Hat eine Senkung der > Versorgungsspannung auch einen Einfluss auf die Arbeit des > Mikrocontrollers? Ja natürlich. Er muss in dem Spannungsbereich liegen, den der µC braucht. Aber das alles ist erstmal irrelevant. Du brauchst erstmal die Energie für die Arbeit, dann musst du den Eigenverbrauch deiner verwendeten Bauteile dazu rechnen. Sparen kannst du trotzdem und zwar am µC selbst. In dem du ihn in den Schlafmodus versetzt, wenn er nicht arbeiten muss. Somit sparst du auch an den angeschlossenen Sensoren. Aber du kannst nicht einfach sagen, wenn ich die Spannung senke, dann brauche ich weniger Energie. Dein Basisverständnis ist noch unzureichend.
:
Bearbeitet durch User
Jens schrieb: > (P=U*I) Ein Mikroprozessor ist kein Widerstand! > Hat eine Senkung der Versorgungsspannung auch einen Einfluss > auf die Arbeit des Mikrocontrollers? Ja, er wird langsamer.
Harald W. schrieb: > Jens schrieb: > >> (P=U*I) > > Ein Mikroprozessor ist kein Widerstand! P=U*I gilt immer, auch wenn das Bauteil kein Widerstand ist. Der Stromverbrauch von uCs entsteht im Wesentlichen durch die Umladung von internen Kapazitäten. Näherungsweise gilt: I proportional fTakt I propertional Uversorgung Wenn Du die Versorgungsspannung halbierst kannst Du grob mit dem halben Versorgungsstrom rechnen. P=U*I wird dann nur noch ein Viertel, die Energieeinsparung ist also enorm. Das muss der Prozessor aber auch können. Die zulässige Taktfrequenz ist von der Versorgungsspannung abhängig. Also Datenblatt konsultieren. Wenn Du z.B. einen AVR auf 1 MHz betreiben willst, kannst Du im Datenblatt nachschauen welche Spannung er mindestens braucht, um stabil zu arbeiten.
Wie sich der Stromverbrauch als Funktion der Spannung verhält, ist je nach µC unterschiedlich. Im einfachen Fall (z.B. AVR, PIC1,...) kommt es mit Stromverbrauch etwa proportional zur Spannung hin. Das gilt so etwa auch für 74HC... und ähnliche. Viele der ARM basierten µCs haben einen internen Regler für die Core-spannung. Da ändert sich der Stromverbrauch kaum noch mit der Spannung - der erlaubte Spannungsbereich ist auch oft recht klein, so dass man gar nicht so viel Auswahl hat. Die AVRs sind mit zum Teil 1.8 V - 5.5 V auch schon eher die Ausnahme, dass man die Spannung über einen so großen Bereich variieren darf.
Vielen Dank schon einmal für eure Antworten. Also es geht mir nicht um die sonstigen Methoden, Energie zu sparen. Ich möchte nur fürs Verständnis wissen, welchen Einfluss die Senkung der Versorgungsspannung auf die Arbeit des Controllers hat. Ich betreibe derzeit einen ATmega-Mikrocontroller mit einer Taktfrequenz von 1MHz. Nach dem Datenblatt kann dieser in einem Spannungsbereich von 1,8V-5V arbeiten. Hat eine Senkung der Spannung von 5V auf 1,8V also wirklich gar keinen Einfluss? Das scheint mir dann eine sehr sehr gute und auch einfache Möglichkeit, den Leistungsbedarf zu senken! Oder wird der Mikrocontroller wie von Harald beschrieben tatsächlich langsamer? einen solchen Hinweis kann ich im Datenblatt aber nicht finden.
Lurchi schrieb: > Da ändert sich der Stromverbrauch kaum noch mit der > Spannung Wenn die Stromstärke also bei unterschiedlichen Spannungen die gleiche bleibt, steigt der Leistungsbedarf doch aber proportional mit der Spannung (P=U*I)!
Jens schrieb: > Ich betreibe derzeit einen ATmega-Mikrocontroller mit einer Taktfrequenz > von 1MHz. Nach dem Datenblatt kann dieser in einem Spannungsbereich von > 1,8V-5V arbeiten. Hat eine Senkung der Spannung von 5V auf 1,8V also > wirklich gar keinen Einfluss? Das scheint mir dann eine sehr sehr gute > und auch einfache Möglichkeit, den Leistungsbedarf zu senken! Oder wird > der Mikrocontroller wie von Harald beschrieben tatsächlich langsamer? > einen solchen Hinweis kann ich im Datenblatt aber nicht finden. Der sollte nicht langsamer werden. Vielleicht ein bischen, vielleicht wird er auch leicht schneller. Aber nichts Dramatisches. Ob Du allerdings 1 MHz bei 1.8 Volt Versorgungsspannung laufen lassen kannst steht im Datenblatt. Meist ist da eine Grafik fTakt gegen Uversorgung drin. Musst Du für Deinen speziellen AVR nachgucken.
Martin B. schrieb: > Musst Du für Deinen speziellen AVR nachgucken. Speed Grade: – 0 - 4MHz @ 1.8 - 5.5V – 0 - 10MHz @ 2.7 - 5.5V – 0 - 20MHz @ 4.5 - 5.5V Passt also! Gilt das gleiche für ein Funkmodul? Bei gleicher Sendeleistung und auch sonst allen identischen Einstellungen hat ein Funkmodul unabhängig von der Versorgungsspannung dieselben Charakteristika (Natürlich wieder im erlaubten Spannungsbereich).
Beim Funkmodul geht ein erklecklicher Anteil des Stromverbrauchs auf die (analogen) HF Verstärker. Die arbeiten meistens mit relativ konstantem Strom. Du sparst hier nicht ganz so viel wie bei einem Prozesssor, wenn Du die Spannung verringerst.
Martin B. schrieb: > Die arbeiten meistens mit relativ konstantem > Strom. Wenn der Strom weitestgehend konstant ist, sinkt der Leistungsbedarf dennoch proportional zur sinkenden Spannung. Habe ich das mit dem Energieverbrauch richtig verstanden?
Wenn du den A/D Wandler verwendest, dann beachte, dass dieser bei niedrigen Versorgungsspannungen nur eingeschränkt bis gar nicht verwendbar ist.
Angehängte Dateien:
Jens schrieb: > Ich betreibe derzeit einen ATmega-Mikrocontroller mit einer Taktfrequenz > von 1MHz. Nach dem Datenblatt kann dieser in einem Spannungsbereich von > 1,8V-5V arbeiten. Hat eine Senkung der Spannung von 5V auf 1,8V also > wirklich gar keinen Einfluss?
Jens schrieb: > Martin B. schrieb: >> Die arbeiten meistens mit relativ konstantem >> Strom. > > Wenn der Strom weitestgehend konstant ist, sinkt der Leistungsbedarf > dennoch proportional zur sinkenden Spannung. Habe ich das mit dem > Energieverbrauch richtig verstanden? Ja
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.