Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Atmega328p Anstatt Arduino uno


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von Benni A. (rcbenni)


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Hey Leute,
Ich bin Elektroniker in Ausbildung und arbeite zur zeit Privat an einem 
kleinen Projekt...
Folgendes:
Ich gabe ein Arduino uno r3 und ein dazu gehöeiges arduino gsm shield... 
über ein taster wird das arduino einen anruf machen und über einen 
kleinen lautsprecher mit 8 ohm und einen mikrofon wird "telefoniert...
mich interessiert der strom verbrauch...
ich habe die nötigen teile zwar schon bestellt warte aber noch auf die 
lieferung deswegen kann ich noch nicht viel über den tatsächlichen 
stromverbrauch sagen aber ich habe mal gegoogelt und komme auf einen 
stromverbrauch von ca. 700mAh was mir zu viel ist da ich das ganze über 
eine powerbank mit 5000maH betreibe... ein umstieg auf das arduino nano 
wäre schonmal stromsparend ( auch schonbestellt) und das spart mir 
nochmal ca. 20mAh...
wie kann ich noch strom sparen???
habe überlegt generell auf arduino zu verzichten und auf einen 
atmega328p umzusteigen oder eben den arduino schlafen zu legen wenn er 
nicht gebraucht wird?
das ziel wäre den Stromverbrauch so anzupassen das mein projekt selbst 
monate ohne wiederaufladen funktionieren würde UND mir eine sms schickt 
wenn die Powerbank fast leer z.B unter 20% ist...

Ich überlege schon seit Tagen wie ich das realisieren soll ?

Danke im vorraus ?

von Einheiten Erklärbär (Gast)


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Benni A. schrieb:
> Ich überlege schon seit Tagen wie ich das realisieren soll

Erst mal lernen Stromverbrauch (mA, A ...) zu unterscheiden von
Kapazität (mAh, Ah ...).

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Ohne Schaltungsunterlagen und Quelltext kann Dir hier niemand konkrete 
Verbesserungsvorschläge geben.

Bei den meisten Arduino Modulen mit USB Anschluss steht Stromsparen 
nicht im Fokus. Verwende besser nackte Mikrocontroller oder zum Beispiel 
den Arduino Pro Mini.

Der Mikrocontroller unterstützt diverse Sleep Modi (siehe Datenblatt) 
mit denen er Strom sparen kann. Ich schätze allerdings, dass du in 
deinem Fall durch Hardwareänderungen zunächst mehr erreichen kannst.

Powerbänke sind in Kombination mit Stromsparen nicht direkt geeignet, 
denn sie schalten sich ab, wenn die Stromaufnahme sehr gering wird.

von Falk B. (falk)


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@Benni A. (rcbenni)

>kleinen lautsprecher mit 8 ohm und einen mikrofon wird "telefoniert...
>mich interessiert der strom verbrauch...

Und mich die Recht Schreibung, gleich gefolgt von der klein schreibung.

>stromverbrauch von ca. 700mAh

Bitte mal nicht mAh mit mA durcheinander würfeln! Ersteres ist ein 
Batteriekapazität, letzteres ein Strom.

>was mir zu viel ist da ich das ganze über
>eine powerbank mit 5000maH betreibe... ein umstieg auf das arduino nano
>wäre schonmal stromsparend ( auch schonbestellt) und das spart mir
>nochmal ca. 20mAh...

Ob das bei 700 mA großartig was bringt?

>wie kann ich noch strom sparen???

Erstmal messen.

>habe überlegt generell auf arduino zu verzichten und auf einen
>atmega328p umzusteigen oder eben den arduino schlafen zu legen wenn er
>nicht gebraucht wird?

Kann man machen, siehe Sleep Mode.

>das ziel wäre den Stromverbrauch so anzupassen das mein projekt selbst
>monate ohne wiederaufladen funktionieren würde UND mir eine sms schickt
>wenn die Powerbank fast leer z.B unter 20% ist...

Und was macht deine Schaltung sonst so? So wie es beschrieben ist, ist 
es reichlich sinnlos.

Wenn man ultimativ Strom sparen will/muss, muss man allen allgemeinen 
Ballast abwerfen, vor allem schaltungstechnisch. Stromsparende 
Spannungsregler etc. Vielleicht reicht ein Arduino Nano, vielleicht muss 
man dort noch einiges runterlöten.

>Ich überlege schon seit Tagen wie ich das realisieren soll ?

Fang mal mit messen an, das hast du Zahlen, mit denen man weitermachen 
kann.

von Benni A. (rcbenni)


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Danke für die Antwort :) Hatte nicht viel zeit um diesen Beitrag zu 
schreiben ? deswegen auch das durcheinander von mAh und mA ?

Also das ganze Projekt wird am ende eine Türklingel bzw. eine 
Freisprechanlage...

Also was mich hier Primär interessieren würde wäre der sleep Modus und 
ob ich mein Arduino per "Knopfdruck" aufwecken kann

Da ich ja einen Taster habe der (wenn er gedrückt wird) dafür sorgt das 
ich angerufen werde. Würde ich gern wissen ob ich den selben Taster zum 
"Aufwecken" verwenden kann?

Also 1x drücken würde dann meinen Arduino aufwecken und gleichzeitig 
mich Anrufen...
evtl mit einer kleinen Zeitverzögerung...
geht das?

und Spar ich etwas im Stromverbrauch wenn ich den Arduiono am 5V pin 
anspeise um den Spannungsregler zu umgehen?
Die Powerbank sollte doch konstant 5V liefern oder?


Achja und wenn Ich den Akkustand abfragen und mir per Sms schicken 
möchte. Sollte ich dann die Spannung direkt an der Zelle messen und mir 
dann ab einer gewissen Spannung eine warn sms schicken lassen? oder gibt 
es da auch andere Methoden?

Und was noch eine fundamentale Frage ist:
Lässt sich mein Projekt auch "nur" mit einem Mikrocontroller anstatt dem 
Arduino umsetzen?

Danke nochmal und Malzeit :)

von Arduino Fanboy D. (ufuf)


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Benni A. schrieb:
> ob ich den selben Taster zum
> "Aufwecken" verwenden kann?
Natürlich!

Benni A. schrieb:
> Lässt sich mein Projekt auch "nur" mit einem Mikrocontroller anstatt dem
> Arduino umsetzen?
Natürlich!
(auch wenn ich den Unterschied, also das "anstatt" nicht sehe)

: Bearbeitet durch User
von Benni A. (rcbenni)


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@Staefanus
Das Arduino pro mini hat einen Maximalen output von 150mA laut 
datenblatt... mein gsm Modul braucht während dem telefonieren ca. 400 mA 
also fällt das schonmal weck...
Kann ich das Abschalten der Powerbank umgehen?.

von Arduino Fanboy D. (ufuf)


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Benni A. schrieb:
> hat einen Maximalen output von 150mA
Etwas verwirrt?

Eine Powerbank liefert doch sowieso 5V, was interessiert da der 5V 
Regler des Pro Mini?

: Bearbeitet durch User
von npn (Gast)


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Benni A. schrieb:
> Danke nochmal und Malzeit :)

Ich hab jetzt keine Lust auf Zeichnungen.
Ich ess' lieber etwas. Ma h lzeit :-D

von Benni A. (rcbenni)


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Ich versorge mein gsm Modul über den Arduino nano ...
Damit ich denn akku verbrauch besser unter kontrolle habe

Hab mir gedacht das macht sinn ^^

von Benni A. (rcbenni)


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npn schrieb:

> Ich hab jetzt keine Lust auf Zeichnungen.
> Ich ess' lieber etwas. Ma h lzeit :-D


Ups haha ^^

Ab jetzt gilt: Wer Rechtschreibfehler entdeckt darf diese gerne für sich 
behalten ;)
Bitte danke ?

von npn (Gast)


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Benni A. schrieb:
>
> Ab jetzt gilt: Wer Rechtschreibfehler entdeckt darf diese gerne für sich
> behalten ;)

Also ich persönlich bin immer dankbar für Hinweise auf Fehler.
Aber so verschieden sind eben die Menschen... :-)

von Joachim B. (jar)


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Stefanus F. schrieb:
> Bei den meisten Arduino Modulen mit USB Anschluss steht Stromsparen
> nicht im Fokus.

stimmt leider

> Verwende besser nackte Mikrocontroller oder zum Beispiel
> den Arduino Pro Mini.

so "nackt" ist auch ein mini nicht (obwohl ich den auch mag), er hat 
z.B. einen eingebauten Regler, die übliche LED und natürlich was man 
sonst noch so braucht pullups, C, Taster.
richtig nackt wäre wirklich ein 328p oder ein Mini dem man alles klaut 
was unnötig ist.

Für die Aufgabe ist ein PRO mini im 3,3V Mode mit 1 MHz (8MHz Resonator 
oder Quarz und Teiler auf 8) aber ausreichend, gegenüber dem GSM Modul 
kann man an der LED wirklich kaum was einsparen, dazu noch die sleep 
modes erkunden, fertig.

> Der Mikrocontroller unterstützt diverse Sleep Modi (siehe Datenblatt)
> mit denen er Strom sparen kann. Ich schätze allerdings, dass du in
> deinem Fall durch Hardwareänderungen zunächst mehr erreichen kannst.

???

> Powerbänke sind in Kombination mit Stromsparen nicht direkt geeignet,
> denn sie schalten sich ab, wenn die Stromaufnahme sehr gering wird.

auch da gibt es sone und solche, das müsste halt geprüft werden, sicher 
wäre echt ein LiIo, damit reicht ohne Wandler die Bandbreite von voll 
4,2V bis Enladeuntergrenze 2,5-3V der ganze Spannungsbereich um den Mini 
zu bedienen, dieser könnte sogar den Stepup ein- und aus-schalten für 
das GSM Modul.

von Wolfgang (Gast)


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Benni A. schrieb:
> Also was mich hier Primär interessieren würde wäre der sleep Modus und
> ob ich mein Arduino per "Knopfdruck" aufwecken kann

Auf einem Arduino Uno sitzt ein ganz gewöhnlicher ATmega328P. Was meinst 
du mit "Anstatt"?

Was auf dem Arduino Uno sitzt aber zusätzlich ein ATmega16u2 für das 
USB-Handling. Den kannst du einsparen, aber auch genauso gut schlafen 
legen.

Aber warum benutzt du einen Arduino Uno, wenn du die zusätzlichen 
Funktionen nicht haben willst?
Ein Arduino Pro mini wäre doch viel naheliegender.

von Arduino Fanboy D. (ufuf)


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Benni A. schrieb:
> Ich versorge mein gsm Modul über den Arduino nano ...
> Damit ich denn akku verbrauch besser unter kontrolle habe
>
> Hab mir gedacht das macht sinn ^^

Verstehe ich nicht....
Versorgst du den Nano mit 12V aus der Powerbank, oder mit 5V?

Sprich bitte in kompletten Sätzen.

Übrigens:
Einige GSM Module (alle?) sind für den Betrieb an Lipos ausgelegt.
Und ein ATmega328P kann das auch.

Es gibt also eigentlich gar keine Notwendigkeit für den Umweg über die 
5V der Powerbank.
Das ist nur eine ineffektive Verschwendung ....

: Bearbeitet durch User
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Benni A. schrieb:
> Kann ich das Abschalten der Powerbank umgehen?.

Nur, indem du sie regelmäßig ordentlich belastet. Das passt aber nicht 
zu deinem Ziel, Strom zu sparen.

Benutze besser eine Kombination aus Bauteilen und Akku, die möglichst 
ganz ohne Spannungsregler auskommen. AVR + Akkus passen gut zusammen.

Für weitere Komponenten die wirklich nicht direkt am Akku hängen können, 
kommen eventuell abschaltbare Spannungsregler (oder Wandler) in Frage.

von Benni A. (rcbenni)


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>
> Verstehe ich nicht....
> Versorgst du den Nano mit 12V aus der Powerbank, oder mit 5V?
>
5V über die Powerbank.
>
> Übrigens:
> Einige GSM Module (alle?) sind für den Betrieb an Lipos ausgelegt.

gsm shield für Arduino ...

> Und ein ATmega328P kann das auch.

Aber ich müsste vermutlich einiges in der Programmierung ändern oder? 
und ein Atmega alleine würde reichen? (abgesehen von dem gsm modul)

> Es gibt also eigentlich gar keine Notwendigkeit für den Umweg über die
> 5V der Powerbank.
> Das ist nur eine ineffektive Verschwendung ....

Willst du mir damit sagen das Ich das gsm Modul über die Powerbank 
versorgen soll?

von Amateur (Gast)


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Beim Stromverbrauch solltest Du die zwei Betriebsarten trennen.
Aktiv und passiv.

Das kannst Du schon im Prospekt zu Deinem Handy sehen.
Bei der Angabe zur Bereitschaft findest Du relativ große Zahlen im 
3-stelligen Bereich (Stunden).
Bei der Angabe zum Telefonieren geht es nur noch 2-stellig zu.
So groß ist der Unterschied!

Das gleiche gilt für den Betrieb eines Lautsprechers und dessen 
Ruhezeit. Der braucht auch viel Strom, aber nur wenn es was zu quäken 
gibt.

Die tatsächlichen Zahlen kann Dir hier aber niemand nennen. Dazu wären 
die tatsächlich verwendete Schaltung und die tatsächlich anfallenden 
Zeiten vonnöten.

von Benni A. (rcbenni)


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> Aber warum benutzt du einen Arduino Uno, wenn du die zusätzlichen
> Funktionen nicht haben willst?
> Ein Arduino Pro mini wäre doch viel naheliegender.

Aufgrund des Maximalen stromoutput von 150mA ist der Arduino pro mini 
nicht geeignet... wie gesagt ich habe ein GSM Modul welches mit ca. 400 
mA versorgt werden muss...

von Joachim B. (jar)


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Benni A. schrieb:
> Aufgrund des Maximalen stromoutput von 150mA ist der Arduino pro mini
> nicht geeignet... wie gesagt ich habe ein GSM Modul welches mit ca. 400
> mA versorgt werden muss...

was hat das EINE mit dem ANDEREN zu tun?

Verwürfel bitte nicht deine Anforderungen, mache einen Plan!
Dein Prosa hier führt dich nicht zum Ziel!

Benni A. schrieb:
> Ich bin Elektroniker in Ausbildung

dann solltest du weiter sein für dein Projekt!

Wozu soll ein Arduino bitte Strom ausgeben?
um ein GSM Modul zu speisen? sicher nicht, völlig falscher Ansatz!

: Bearbeitet durch User
von Benni A. (rcbenni)


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Amateur schrieb:
> Beim Stromverbrauch solltest Du die zwei Betriebsarten trennen.
> Aktiv und passiv.
>
> Das kannst Du schon im Prospekt zu Deinem Handy sehen.
> Bei der Angabe zur Bereitschaft findest Du relativ große Zahlen im
> 3-stelligen Bereich (Stunden).
> Bei der Angabe zum Telefonieren geht es nur noch 2-stellig zu.
> So groß ist der Unterschied!
>
> Das gleiche gilt für den Betrieb eines Lautsprechers und dessen
> Ruhezeit. Der braucht auch viel Strom, aber nur wenn es was zu quäken
> gibt.
>
> Die tatsächlichen Zahlen kann Dir hier aber niemand nennen. Dazu wären
> die tatsächlich verwendete Schaltung und die tatsächlich anfallenden
> Zeiten vonnöten.

Das ist mir schon bewusst und wenn ich nicht gerade auf Montage wäre 
dann würde ich hier auch den Schaltplan das Sketch und die Berrechnungen 
schicken ?

Ich habe einen durchschnittswert genommen (wie oft wird "geklingelt" und 
wie lange wird Telefoniert)
Ich kam auf ca. 7min. Aktive betriebszeit...
Aus meiner bisherigen schätzung
also Aktive+Passive+Nacht betriebszeit für ca. 1-2 wochen reichen...

von Arduino Fanboy D. (ufuf)


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Joachim B. schrieb:
> völlig falscher Ansatz!

Ja!

Der Regler des Nano ist vollkommen aus dem Rennen, wenn der Kram mit 5V 
versorgt wird.
Damit ist auch die 150mA Grenze obsolet.

Benni A. schrieb:
> gsm shield für Arduino ...
Ja.
evtl ein Fehlkauf, wenn es sich um Stromsparen drehen soll.
(welches shield?)

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

schau doch erst mal, ob Du mit den AT-Befehlen, die das GSM-Modul 
braucht, klar kommst.

MfG

von Patrick (Gast)


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Och Leute, ihr macht es ihm aber auch extra schwer...

Hast Du schon angefangen an deinem Sketch zu schreiben?

Hier wäre wohl ein guter start:
https://www.arduino.cc/en/Tutorial/GSMExamplesMakeVoiceCall

Du kannst natürlich den Arduino schlafen legen, dafür gibt es auch 
zahlreiche anfängerfreundliche Bibliotheken. Am besten googlest Du 
einfach mal nach "Arduino Sleep". Generell gibt es hier auch noch ein 
paar Infos zum Strom Sparen: 
https://learn.sparkfun.com/tutorials/reducing-arduino-power-consumption

Es ist auch möglich einen "Barebone" Atmega328P zu betreiben, da der 
Atmega für den Betrieb an 5V Spezifiziert ist. Ob das viel bringt musst 
Du entscheiden bzw. dich mal schlau lesen. Programmiertechnisch ändert 
sich da nichts ausser, dass Du entweder ein Programmiergerät oder einen 
"richtigen" Arduino brauchst um diesen zu Flashen (google nach "Barebone 
Arduino" oder "Arduino on a Breadboard"). Etwas fortgeschrittener geht 
es dann zu wenn Du den Quarz weg lässt und Du ihn auf dem internen 
Oszillator mit 8Mhz laufen lässt (wobei es hier bestimmt auch einen 
Bootloader gibt).

Den Arduino kannst Du ja, wie Du es geplant hast, über 5v an deiner 
Powerbank betreiben. Das GSM Modul musst Du jedoch auch direkt an der 
Powerbank anschliessen. Soweit ich weiss (habe mir gerade nur ein 
kleines Thumbnail Bildchen angeschaut) hat das GSM Shield einen eigenen 
5V Regulator drauf, sodass Du es auf deinen Arduino stecken kannst, es 
jedoch direkt von USB versorgt wird (nicht über den LDO von deinem 
Arduino). Hier ist es also (erst einmal) nicht möglich den 
Stromverbrauch über deinen Arduino zu überwachen.

Was Du machen könntest, und wohl am meisten Energie spart, ist dein GSM 
Modul über ein Mosfet ein und aus zu schalten, je nachdem ob Du es 
brauchst oder nicht (mal so in den Raum geworfen, musst Du mal nach 
googlen. Eventuell weisst Du ja auch schon wie es geht).

Das ganze erst einmal als Schubs in die ungefähre Richtung.

Grüße

Patrick

von Arduino Fanboy D. (ufuf)


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Patrick schrieb:
> es jedoch direkt von USB versorgt wird

Es ist durchaus mit 1A zu rechnen.
Ein normaler USB Anschluss ist damit überfordert.

Auch macht es keinen Sinn die USB 5V noch mal durch einen Regler zu 
jagen.

Die meisten 5V GSM Dinger, mit Regler, die ich kenne haben keinen 5V 
Regler drauf, eher irgendwas um 3,6V
Wie gesagt: Die meisten nackten GSM Module sind für den mobilen Betrieb, 
direkt an einer LiPo Zelle, gedacht.


---------
Hier mal so ein typischer Vertreter Ebay-Artikel Nr. 162910072868

: Bearbeitet durch User
von Beast (Gast)


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Moin Benni,

zu dem Teil deiner etwas schlecht über legten Fragestunde:

Benni A. schrieb:
> Achja und wenn Ich den Akkustand abfragen und mir per Sms schicken
> möchte. Sollte ich dann die Spannung direkt an der Zelle messen und mir
> dann ab einer gewissen Spannung eine warn sms schicken lassen? oder gibt
> es da auch andere Methoden?

Empfehle dir die Lektüre der Standardbefehle (AT- Commands) vieler 
GSM-Module. Im speziellen den Befehl: AT+CBC (Battery Charge).

Zu den anderen Dingen wurde genug gesagt.

Gruß
Beast

PS.: Suche Job in HH!

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