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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik DS3231 mit Goldcap statt Batterie


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Autor: Jürgen (Gast)
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Hi,

ich möchte der RTC einen Goldcap (1F/5V) statt einer Batterie o.ä. 
verpassen, hat da jemand Erfahrungen?

Danke.

Jürgen

Autor: Jürgen W. (Firma: MED-EL GmbH) (wissenwasserj)
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Schau' Dir den Stromverbrauch im Batteriebetrieb an und entscheide 
selbst ...

Autor: Bernd (Gast)
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Nicht zu deiner RTC. Eine RTC8553p puffere ich mit 0,22 µF für ca. 4 
Tage.

Wichtig sind der max. Leckstrom des Kondensators und die Stromaufnahme 
deiner RTC.

Autor: Udo S. (urschmitt)
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Eine Batterie oder ein Akku liefert 90% ihrer/seiner "Ladung" bei einer 
halbwegs konstanten Spannung.
Ein Goldcap ist ein Kondensator, das heisst er entlädt sich so daß 
linear zur Entnahme der Ladung die Spannung sinkt. Das heisst mit 5V 
aufgeladen hast du nur noch 2,5V wenn die Hälfte der Ladung entnommen 
ist.

Autor: Jürgen (Gast)
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ok, danke für den Tip

https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS3231.pdf

Ich gehe davon aus das die temperaturkompensation dennoch aktiv ist, 
also etwa 600uA und die Uhr selbst mit 70uA zuschlagen, richtig?

Ich möchte nur die Zeit halten, wenn man mal kurz den Stecker 
zieht...und die Batterie aus dem Spiel haben, wenn die platt ist gehts 
ja garnicht mehr... dann lieber einen Kondensator...
Man liest oft das eine Batterie nur 1 Jahr hält...vielleicht länger wenn 
die Uhr immer läuft!?

Vielleicht ist das ja auch ein unsinniger Gedanke. Wenn nicht, stelle 
ich mir vor über eine diode und einen Widerstand den Elko zu laden wenn 
Strom da...!?

Gruß
Jürgen

Autor: Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite
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Bei einer Lifetime von 5-7 Jahren einer CR2032 an DS3231 würde ich nicht 
über einen Goldcap nachdenken.

Im Datenblatt einer DS1307-RTC stehen sogar 10 Jahre im Zusammenhang mit 
einer CR2032-Batterie drin, bei der DS3231 hat man wohl diesen Abschnitt 
weggelassen. Ich konnte ihn jedenfalls nicht finden.

Autor: HildeK (Gast)
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Jürgen schrieb:
> Ich möchte nur die Zeit halten, wenn man mal kurz den Stecker
> zieht...und die Batterie aus dem Spiel haben, wenn die platt ist gehts
> ja garnicht mehr... dann lieber einen Kondensator...

Ja, das geht problemlos über ein, zwei Tage, wenn er auf 4-5V geladen 
ist.
Ich habe so ein Modul (China, vermutlich kein originaler Maxim DS3231) 
in Betrieb. Allerdings habe ich das Modul insofern modifiziert, dass die 
LED jetzt weg ist und die Pullups nicht an dem Goldcap hängen.

Autor: wendelsberg (Gast)
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Sieh aber unbedingt im DB des Goldcap nach, was da an garantierter 
Lebensdauer drinsteht. Das waren bei meinen Recherchen letztens nur 
5000h, also nicht mal ein Jahr. Da ist die 2032 die bessere Wahl.

wendelsberg

Autor: Joachim B. (jar)
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Jürgen schrieb:
> Vielleicht ist das ja auch ein unsinniger Gedanke

nö, funktioniert super habe ich schon in meinen Fototimer verbaut.

RTC3231 mit kleinem Goldcap am Batt Anschluß.
Das funktioniert, was meinem Timer das Genick brach, ein Desingnfehler 
von mir weil ich den AVR zwar in den sleep schickte aber der DC Wandler 
die Akkus trotzdem leer lutschte. Zum Neubau bin ich noch nicht 
gekommen.

Autor: Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite
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Autor: Jürgen (Gast)
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danke danke - klasse!

Und wenn ich eine "recharchable" CR2032 nehme?

Wie könnte meine "Ladeschaltung" aussehen? Kann ich an dem Chip etwas 
von Betriebspannung auf den Bat- Eingang brücken? ??? da schwimme ich 
etwas, muss ich zugeben!?

Danke.

Gruß
Jürgen

Autor: Joachim B. (jar)
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mag sein das eine CR2032 lange hält, aber zum Puffern wird sie auch 
irgendwann leer sein, da finde ich einen Kondensator besser der an den 
Mignons aufgeladen wird und nur zum Puffern beim Wechsel tätig werden 
muss.
Ich nutzte einen single Goldcap mit 2,5V reicht
https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS3231.pdf
Vbat min 2,3V

: Bearbeitet durch User
Autor: Joachim B. (jar)
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Jürgen schrieb:
> Und wenn ich eine "recharchable" CR2032 nehme?

geht auch SI Diode 1k(10k?) mit LiR2032 ist auf vielen Modulen 
verschaltet.
Einfach mal bestellen und nachsehen!

Ebay-Artikel Nr. 253651685225

CR verbietet sich wenn die Ladediode drauf ist!
oben am Stein bei SCL

LiR Akku, CR Batterie nicht aufladbar.

: Bearbeitet durch User
Autor: HildeK (Gast)
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Jürgen schrieb:
> Wie könnte meine "Ladeschaltung" aussehen?

Eine Diode und ein Widerstand. Dann muss aber die Betriebsspannung 
pasend sein, so dass du den Akku nicht überfährst.

wendelsberg schrieb:
> Das waren bei meinen Recherchen letztens nur
> 5000h, also nicht mal ein Jahr.

Ja, habe ich auch schon gesehen. Mein Modul ist aber schon mehr als 
10000h in Betrieb. In wie weit die Kapazität des Goldcap nachgegeben 
hat, habe ich nicht geprüft. Auffällig war bisher nichts.

Autor: Joachim B. (jar)
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CR verbietet sich wenn die Ladediode drauf ist!
oben am Stein bei SCL

LiR Akku, CR Batterie nicht aufladbar.

Dummerweise sind manche Beschreibungen in Shops mit LiR falsch also 
nachfragen was geliefert wird.

Autor: Udo S. (urschmitt)
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Jürgen schrieb:
> Und wenn ich eine "recharchable" CR2032 nehme?

Joachim B. schrieb:
> da finde ich einen Kondensator besser

Man muss aber immer auch die Lebensdauer des "Kondensators" im Auge 
behalten. Wie wendelsberg oben geschrieben hat leben Goldcaps nicht so 
ewig wie ein Folienkondensator oder Kerko.
Was nützt es also wenn das wiederaufladbare Teil nach der Hälfte der 
Lebensdauer einer Litium-Primärzelle "am Arsch" ist.

Dann besser die Primärzelle.

Autor: Jürgen (Gast)
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...danke, ich glaube so mache ich es.

Bestellen möchte ich das modul nicht, ist zu groß für meine Anwendung.

Hier:

https://protosupplies.com/product/ds3231-rtc-with-eeprom-module/

Ist ein Schaltplan.

Die LiR2032 wird über einen 200Ohm Widerstand in reihe mit einer 1n4148 
an VCC geladen - genial einfache Lösung, Problem vom Tisch. Klasse! :-)

Jrügen

Autor: HildeK (Gast)
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Joachim B. schrieb:
> Dummerweise sind manche Beschreibungen in Shops mit LiR falsch also
> nachfragen was geliefert wird.

Meine Module wurden mit der Ladeschaltung und bestückter CR2032 
geliefert! Tja - die Chinesen machen auch nicht alles richtig.
In dem Link von Jürgen ist es richtig beschrieben: man muss in dem Fall 
den 200R entfernen.

Autor: Joachim B. (jar)
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Jürgen schrieb:
> Die LiR2032 wird über einen 200Ohm Widerstand in reihe mit einer 1n4148
> an VCC geladen - genial einfache Lösung, Problem vom Tisch

dachte ich auch mal!

entfernte den 200 Ohm und das EEPROM war nicht mehr ansprechbar, der 200 
Ohm liegt in Reihe zum EEPROM VCC und nicht zur LiR.
Diode entfernt 200 Ohm wieder eingelötet, passt nun EEPROM wird 
versorgt, LiR ist entkoppelt zur VCC und mit CR bestückt, ich brauchte 
die LiR anderweitig oder der Lieferant hatte keine LiR mitgeliefert.

Autor: Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite
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Jürgen schrieb:
> Die LiR2032 wird über einen 200Ohm Widerstand in reihe mit einer 1n4148
> an VCC geladen

Ja, so machen es die meisten China-Boards, auch das von Joachim 
verlinkte Exemplar.

Dazu liest man unter 
http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/RasPi/Projekt-RTC/index.html :

"Leider haben diese Bords eine etwas sehr rudimentäre Ladeschaltung. Wie 
im folgenden Bild links zu sehen ist, besteht sie nur aus einem 
Widerstand von 200 Ohm (R5) und einer Diode (Auszug aus der Schaltung 
des "Tiny RTC I2C Module"). Für die wiederaufladbare Batterie LIR2032 
gilt nach Datenblatt: Nominalspannung: 3,7 V, Kapazität: 35 mAh, 
maximale Ladespannung: 4,2 V, maximaler Ladestrom: 35 mA. Aus der 
Schaltung aus R5 und D1 ergibt sich aber eine Ladespannung von 4,5 - 4,7 
V, also viel zuviel für die Knopfzelle, deren Lebensdauer so massiv 
verkürzt wird (wenn sich die Zelle nicht auch noch aufbläht). Eine 
zumindest akzeptable Abhilfe würde das Einlöten einer zweiten Diode 
schaffen, mit der die Ladespannung unter 4,2 V bleibt (rechte Schaltung 
im Bild unten)."

(Hier geht es zwar um das 1307-Modul, die Ladeschaltung ist aber 
dieselbe)

Also: Besser zwei 1N4148 in Reihe, wenn die LIR2032 etwas länger leben 
soll.

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: HildeK (Gast)
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Joachim B. schrieb:
> dachte ich auch mal!
>
> entfernte den 200 Ohm und das EEPROM war nicht mehr ansprechbar, der 200
> Ohm liegt in Reihe zum EEPROM VCC und nicht zur LiR.

Nicht doch!
Der obige Link ( 
https://protosupplies.com/product/ds3231-rtc-with-eeprom-module/ ) zeigt 
doch den Schaltplan!

Autor: Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite
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HildeK schrieb:
> Nicht doch!

So ist es. Joachim irrt sich hier. Die 200 Ohm sind nur zum Laden der 
LIR2032, nicht zur Versorgung der RTC.

Autor: OUTATIME (Gast)
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Jürgen schrieb:

> https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS3231.pdf
>
> Ich gehe davon aus das die temperaturkompensation dennoch aktiv ist,
> also etwa 600uA und die Uhr selbst mit 70uA zuschlagen, richtig?

Falsch.

Timekeeping Battery Current: <3,5µA

Autor: Jürgen (Gast)
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>>Falsch.

läuft sie dann nicht "ungenauer"?

Autor: Jürgen (Gast)
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ok, 2 1n4148, kein Problem...

Autor: Joachim B. (jar)
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Frank M. schrieb:
> So ist es. Joachim irrt sich hier.

das hattest du an anderer Stelle schon mal fälschlicherweise behauptet

Frank M. schrieb:
> Die 200 Ohm sind nur zum Laden der
> LIR2032, nicht zur Versorgung der RTC.

ich schrieb EEPROM!
Joachim B. schrieb:
> entfernte den 200 Ohm und das EEPROM war nicht mehr ansprechbar, der 200
> Ohm liegt in Reihe zum EEPROM VCC und nicht zur LiR.

auf dem Modul was hier liegt und ich die Leiterbahn vermessen hatte, 
offensichtlich kennst du wirklich nicht alle Chinamodule.

Traurig nur das du Anderen immer Unwissen unterstellst!

Wenn du mir ein Modul schickst sende ich dir gerne mein Exemplar zurück 
und du kannst selber nachmessen

: Bearbeitet durch User
Autor: Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite
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Joachim B. schrieb:

> Traurig nur das du Anderen immer Unwissen unterstellst!

Joachim, auch HildeK hat hier geschrieben, dass das nicht sein kann. Sie 
hat auch einen Link zum Schaltplan angegeben:

https://protosupplies.com/product/ds3231-rtc-with-eeprom-module/

Ich habe von den RTC/EEPROM-Teilen mittlerweile über ein Dutzend zu 
Hause, ein weiteres Dutzend habe ich bereits verbaut. Die kamen alle aus 
verschiedenen Quellen und trotzdem hat das mit dem Auslöten des R bzw. 
der seriell geschalteten Diode immer funktioniert. Die Diode 
auszulöten statt dem R ist übrigens einfacher, denn sie ist eindeutig 
identifizierbar ;-).

Ich vermute, Du hast entweder den falschen R ausgelötet, weil Du ihn 
verwechselt hast oder Du hast ein gänzlich anderes Modell als dieses:

https://www.mikrocontroller.net/articles/WordClock_mit_WS2812#RTC_und_EEPROM

(siehe Fotos dort mit rot eingerahmter Diode und R200)

Wenn Du ein anderes Modul hast, dann ist das ein Exot und Deine 
Behauptung, das EEPROM ließe sich nach Entfernen des R nicht mehr 
ansprechen, ist dann nicht allgemein gültig.

> Wenn du mir ein Modul schickst sende ich dir gerne mein Exemplar zurück
> und du kannst selber nachmessen

Können wir gerne machen. Aber checke bitte vorher das Bild aus obigem 
Link.

P.S.

Wenn Du bei Google "DS3231 diode auslöten" eingibst, findest Du weitere 
Links auf Artikel, die alle dasselbe aussagen.

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Joachim B. (jar)
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Frank M. schrieb:
> und Deine
> Behauptung, das EEPROM ließe sich nach Entfernen des R nicht mehr
> ansprechen, ist dann nicht allgemein gültig.

wo habe ich was von allgemein gültig geschrieben?

Verwechselst du da nicht was?

Frank M. schrieb:
> Ich habe von den RTC/EEPROM-Teilen mittlerweile über ein Dutzend zu
> Hause,

ich auch

ich schrieb doch doch das ich den beschrifteten R201 auslötete und 
danach bekam das EEPROM keine VCC mehr, als ich einen 180 Ohm 0204 
bedrahtet einlötete war das EEPROM wieder ansprechbar.

Eure Schaltpläne erklären das nicht!
Nach den Plänen besteht kein Zusammenhang zwischen dem fehlenden R201 
neben der Diode und dem EEPROM.

Ihr schreibt immer nur RTC, wer nutzt das EEPROM?

Bin grad im Urlaub, weder Lötkolben hier noch Messgerät, 
glücklicherweise noch 2 andere Module, nur ein von 3 Nokia5110 stellt 
sich tot und alle meine BS170 doof halt wenn man etwas mit dem ESP 
proggen wollte und die I2C pullups am RTC lassen sich nicht so leicht 
ausbauen wie bei den DS1307 Modulen.

Bis bald wenn ich wieder in der Werkstatt bin dann mit mehr Infos wenn 
ich Zeit finde.

Evtl. war es nur ein böder Zufall, ich hätte auch ohne Schaltplan jede 
Wette gemacht das der R201 als Ladebegrenzung arbeitet, auch weil ich 
die Schaltpläne schon öfter gesehen hatte.
Beim Einlöten Mist zu bauen ist leicher als beim auslöten von daher 
hätte ich Nichtfunktion eher nicht beim auslöten erwartet und nach dem 
180 Ohm bestücken klappte ja wieder alles.

Autor: my2ct (Gast)
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wendelsberg schrieb:
> Sieh aber unbedingt im DB des Goldcap nach, was da an garantierter
> Lebensdauer drinsteht. Das waren bei meinen Recherchen letztens nur
> 5000h

Unter welchen Bedingungen?
Passen die Randparameter für den Überbrückungsbetrieb bei einer RTC?

Autor: jemand (Gast)
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wendelsberg schrieb:
> Sieh aber unbedingt im DB des Goldcap nach, was da an garantierter
> Lebensdauer drinsteht. Das waren bei meinen Recherchen letztens nur
> 5000h, also nicht mal ein Jahr. Da ist die 2032 die bessere Wahl.

Die 5000h lebt er bei seiner Maximaltemperatur.
Darunter geht die Lebensdauer quadratisch nach oben.

Da gibts diverse Regeln. Für Elkos gilt:
http://www.rubycon.co.jp/de/products/alumi/pdf/Life.pdf

L = L0 * 2^((Tmax-T)/10)

L0 = Lebensdauer aus dem Datenblatt (5000h)
Tmax = Max Temperatur aus dem Datenblatt
T = Temperatur, wo der Kondensator betrieben wird

Für Raumtemperatur gilt:
L = 5000h * 2^((85°C-25°C)/10)
L = 320000h = 36 Jahre.

Daran sieht man sehr gut, warum man Kondensatoren kühl halten muss, und 
warum schlecht designte Geräte so schnell den Elkotod sterben.

Autor: Peter D. (peda)
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wendelsberg schrieb:
> Sieh aber unbedingt im DB des Goldcap nach, was da an garantierter
> Lebensdauer drinsteht. Das waren bei meinen Recherchen letztens nur
> 5000h, also nicht mal ein Jahr.

Ich hab in den 90-ern ein paar Goldcaps bei Conrad gekauft (1F/5,5V), 
die laufen alle noch. Allerdings sind meine Uhren nicht sehr 
stromsparend, die Pufferzeit beträgt nur ~7d, reicht mir aber.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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jemand schrieb:
> Die 5000h lebt er bei seiner Maximaltemperatur.
> Darunter geht die Lebensdauer quadratisch nach oben.
Pro 10K verdoppelt sich die Lebensdauer, so dass ein 85°C/5000h Elko bei 
25°C die besagten 36 Jahre erreicht. Und dann ist er aber nicht kaputt, 
sondern hat erst mal die Kapazitätstoleranzgrenzen laut Datenblatt 
erreicht (üblich -20%).

Autor: jemand (Gast)
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Lothar M. schrieb:
> jemand schrieb:
>> Die 5000h lebt er bei seiner Maximaltemperatur.
>> Darunter geht die Lebensdauer quadratisch nach oben.
> Pro 10K verdoppelt sich die Lebensdauer, so dass ein 85°C/5000h Elko bei
> 25°C die besagten 36 Jahre erreicht. Und dann ist er aber nicht kaputt,
> sondern hat erst mal die Kapazitätstoleranzgrenzen laut Datenblatt
> erreicht (üblich -20%).

Stimmt, das ist nicht quadratisch, sondern exponentiell. Da habe ich 
Blödsinn geschrieben.
Sieht jeder nicht-Blinde auch sofort an der Formel ;-)

Autor: Peter D. (peda)
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Ein Vorteil von Goldcaps ist auch, daß sie am Lebensende nicht ihren 
Inhalt auf die Platine ergießen und Leiterzüge auffressen.
Ich fand das mal nicht so prickelnd, als ein Motherboard wegen 
ausgelaufener Batterie nur noch Schrott war.

Autor: HildeK (Gast)
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my2ct schrieb:
> Passen die Randparameter für den Überbrückungsbetrieb bei einer RTC?

Ich hab bei meinen China-Modulen die CR2032-Fassung ausgelötet und einen 
1F GoldCap eingebaut.
Da die Überbrückung nur für einen Batteriewechsel bzw. Modulwechsel nach 
Update vom dortigen EEPROM oder der Zeit notwendig ist, ist das mehr als 
ausreichend.
Auch nach einigen Tagen ohne Ladestrom ist das Modul noch in Betrieb.
Und auch ich habe GoldCaps aus den 90ern verwendet, die schon lange in 
der Schublade lagen.

Verwendet wird es in in dem Projekt: 
Beitrag "Re: Mülltonnen-Blinker"

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