Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Selbsthaltung vom Schaltregler mit Mikrocontroller und einem Taster für An/Aus ?


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Mir ist kalt (Gast)


Lesenswert?

Eine batteriebetriebene Schaltung nutzt einen Aufwärtswandler, um aus 
ca. 3...2 V (2 Zellen) 3.3 V zu erzeugen.
Das Ganze soll per Taster manuell ein/ausgeschaltet und per 
Mikrocontroller nach einiger Zeit automatisch abgeschaltet werden.

Zunächst dachte ich an einen P-Kanal MOSFET an Batterie-Plus, dessen 
Gate mit Pull-Up Widerstand standardmäßig "AUS" bedeutet.
Ein Taster würde das Gate auf Masse ziehen, der MOSFET würde schalten, 
der Wandler bekäme Strom, ...
Und der Mikrocontroller würde, direkt von der Batteriespannung versorgt 
und im Power-Down, den Tastendruck zum Aufwachen nutzen und seinerseits 
(evtl. sogar mit demselben GPIO) das Gate auf GND halten.
Das würde wohl zwei Dioden zum "entkoppeln" der Batteriespannung und der 
3.3 V als Versorgungsspannung des Mikrocontrollers bedeuten (und damit 
eine reduzierte Spannung für den Mikrocontroller).

Alternativ:

Der Mikrocontroller wird ebenfalls aus den 3.3 V versorgt, und muss 
sofort nach Programmstart das Gate auf GND ziehen. Hier würde ein 
weiterer MOSFET (N-Kanal) zur "Entkopplung" zum Einsatz kommen (sonst 
würde die Batteriespannung über den Pull-up an den abgeschalteten 
Mikrocontroller gelangen).

Es entfällt die Erkennung des Tastendrucks (Gatespannung) mit demselben 
Pin.
Dann würde ein weiterer GPIO gebraucht, und er muss bei 3.3 Versorgung 
zwischen Batteriespannung und ... AHH! Denkfehler.

Das Gate ist ja auf GND gezogen; ein weiterer Tastendruck kann so nicht 
erkannt werden. Taste und Gate müssen also ebenfalls "entkoppelt" 
werden.

Aber wie?

Der erste Tastendruck soll unmittelbar bewirken, dass das Gate auf GND 
geht.
Der zweite Tastendruck soll mittelbar bewirken, dass das Gate auf VBat 
geht.

Ich komm nicht drauf :(

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Mir ist kalt schrieb:
> Der erste Tastendruck soll unmittelbar bewirken, dass das Gate auf GND
> geht.
> Der zweite Tastendruck soll mittelbar bewirken, dass das Gate auf VBat
> geht.

Siehe:

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.29.1
1
  +-----------+----------------------+
2
  |           |                      |
3
  |       +---)----------------+     |
4
  |       |   |         74HC14 |     |S
5
  |       +--|>o--10k--+--|>o--+----|I P-Kanal MOSFET
6
  | +         |        |       |     |
7
Batterie      |        |      470k   |
8
  | -         |        |   _   |     | +
9
  |           |        +--o o--+  Schaltung
10
  |           |                |     | -
11
  |           |              100nF   |
12
  |           |                |     |
13
  +-----------+----------------+-----+
oder mit einem Spannungsregler mit /SHDN Eingang, das kann dein 
Schaltregler sein
1
                                  +-------+
2
  +-----------+-------------------|MCP1802|--+------+
3
  |           |                   +-------+  |      |
4
  |       +---)----------------+    |   |    |      |
5
  |       |   |         74HC14 |    |   |    |      |
6
  |       +--|>o--10k--+--|>o--+----+   |    |      |
7
  | +         |        |       |        |    |      | +
8
Batterie      |        |      470k      |   1uF Schaltung
9
  | -         |        |   _   |        |    |      | -
10
  |           |        +--o o--+        |    |      |
11
  |           |                |        |    |      |
12
  |           |              100nF      |    |      |
13
  |           |                |        |    |      |
14
  +-----------+----------------+--------+----+------+

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Mir ist kalt schrieb:
> Ich komm nicht drauf :(
Kannst du mal einen Schaltplan zeichen, wo man sieht, was du das woraus 
versorgen willst.

Denn "das Ganze" soll abgeschaltet werden, aber der µC wird "direkt von 
der Batteriespannung versorgt". Ist der µC nicht Teil des Ganzen?

von Mir ist kalt (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Es müsste einen messbaren Unterschied zwischen Einschalten durch Taster 
und Einschalten durch Transistor geben.

Den Taster parallel zum P-Fet und beide mit Dioden in Serie? Senkt auch 
die Batteriespannung, wird aber durch den Schaltregler kompensiert.

Im Anhang mal eine grobe Skizze.

von Mir ist kalt (Gast)


Lesenswert?

Hallo MaWin,
der 74HC14 ist dauerhaft aus der Batteriespannung gespeist und 
flip-flopt den P-Fet? Der Mikrocontroller in der Schaltung müsste dann 
per GPIO den Taster kurzschließen, um sich nach einiger Zeit selbst 
abzuschalten.

Lothar M. schrieb:
> Denn "das Ganze" soll abgeschaltet werden, aber der µC wird "direkt von
> der Batteriespannung versorgt". Ist der µC nicht Teil des Ganzen?

Das ist eine der Optionen.
Der Mikrocontroller könnte direkt aus der Batteriespannung gespeist 
werden. Ist etwas mehr Software-Aufwand (muss in low-power mode versetzt 
werden und benötigt dann einen Interrupt zum aufwachen).
Wenn er auch vom Schaltregler versorgt wird, muss man sich darüber keine 
Gedanken machen.

von Harlekin (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Ist noch ein kostbarer Input Pin frei? Dann ginge angehängte Schaltung. 
Das hätte den Vorteil eines geringen Standby-Verbrauches.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Mir ist kalt schrieb:
> Eine batteriebetriebene Schaltung nutzt einen Aufwärtswandler, um aus
> ca. 3...2 V (2 Zellen) 3.3 V zu erzeugen.
> Das Ganze soll per Taster manuell ein/ausgeschaltet und per
> Mikrocontroller nach einiger Zeit automatisch abgeschaltet werden.

Einschalten per Knopf, Selbsthaltung und automatische Abschaltung geht 
mit einem einzigen µC-Pin. Angehängt meine Variante des Ohmmeters von 
Zabex (http://www.zabex.de/site/ohmmeter.html). Der Stepup auf 5V 
(MCP1640) wird per Taster S1 eingeschaltet. Der µC gibt dann ein H auf 
PD0 aus und der Krempel bleibt an. Ausgeschaltet wird ausschließlich per 
Timeout, indem PD0 auf L geschaltet wird.

Wenn man mit dem Taster auch ausschalten will, muß man einen weiteren µC 
Pin mit ADC Funktionalität "opfern", der die Spannung direkt am Enable 
Pin des Stepup mißt (mit Vcc als Referenz). Wenn der Taster gedrückt 
wird, fällt die Spannung an diesem Punkt etwas ab (zumindest solange die 
Batterie eine geringere Spannung hat als der Stepup erzeugt).

Einfacher wäre ein Taster mit zwei Kontakten. Da nimmt man dann einen 
zum Starten des Stepup und den zweiten zum Ausschalten. Den kann man 
dann herkömmlich auswerten.

von Mir ist kalt (Gast)


Lesenswert?

Harlekin schrieb:
> Ist noch ein kostbarer Input Pin frei? Dann ginge angehängte Schaltung.

Danke, ja, allerdings wird das Gate dann lediglich auf die Flußspannung 
heruntergezogen. Ich probiere es mal aus, es könnte für den Mosfet 
reichen...

von Mir ist kalt (Gast)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> Der Stepup auf 5V
> (MCP1640) wird per Taster S1 eingeschaltet.

Danke, zwar hat mein Schaltregler auch einen Enable, allerdings braucht 
er auch abgeschaltet etwa 200 uA - das ist mir zu viel.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Mir ist kalt schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Der Stepup auf 5V
>> (MCP1640) wird per Taster S1 eingeschaltet.
>
> Danke, zwar hat mein Schaltregler auch einen Enable, allerdings braucht
> er auch abgeschaltet etwa 200 uA - das ist mir zu viel.

Das ist auch zu viel. Muß das so? Sonst nimm halt einen Stepup, der mit 
weniger Standby-Verbrauch auskommt. Ein extra Schalter in der Versorgung 
muß nicht sein. Braucht Platz, kostet Geld und verschwendet Energie.

Die Schaltung oben zieht ausgeschaltet 1.3µA aus dem Akku (MCP1640 und 
TP4056 zusammen). Dann reicht der Akku rein rechnerisch für über 70 
Jahre Standby :)

von Tippgeber (Gast)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:

> Angehängt meine Variante des Ohmmeters von Zabex

Off topic: Kannst Du mal bitte ein Foto des Aufbaus (Gehäuse, Platine, 
Meßkontakte) zeigen? Vielen Dank.

von Harlekin (Gast)


Lesenswert?

Tippgeber schrieb:
> Off topic: Kannst Du mal bitte ein Foto des Aufbaus (Gehäuse, Platine,
> Meßkontakte) zeigen?
Hat er mit einem Link bereits gemacht.
Axel S. schrieb:
> ...(http://www.zabex.de/site/ohmmeter.html)...

von m.n. (Gast)


Lesenswert?


von Joachim B. (jar)


Lesenswert?


von Tippgeber (Gast)


Lesenswert?

Harlekin schrieb:
> Hat er mit einem Link bereits gemacht.
> Axel S. schrieb:
>> ...(http://www.zabex.de/site/ohmmeter.html)...

Dank, aber das kenne ich bereits. Ich möchte aber gern den Aufbau von 
Axel sehen, weil er meist sehr solide, geschickt einfache Lösungen 
wählt.

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Tippgeber schrieb:
>
> Ich möchte ... gern den Aufbau von Axel sehen, weil er meist
> sehr solide, geschickt einfache Lösungen  wählt.

Wenn du mich schon so bauchpinselst ... bitte sehr:

Beitrag "Ohmmeter nach Zabex"

von Christian B. (Firma: privat) (cebra)


Lesenswert?

Guck Dir das Projekt mal an, da habe ich genau das realisiert.

http://svn.mikrokopter.de/websvn/filedetails.php?repname=Projects&path=%2FTransportables_Koptertool%2Ftags%2FV3.x%2FHW_Koptertool3_9%2FPCB-Board_3_9x%2FPKT_CB28112012_V3_9x_sch.pdf

In der Schaltung mit Keyplus einschalten und über Software und PB1 
wieder ausschalten.



Christian

: Bearbeitet durch User
von Tippgeber (Gast)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> Wenn du mich schon so bauchpinselst ... bitte sehr:
>
> Beitrag "Ohmmeter nach Zabex"

Vielen Dank. :-)

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.