Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ATtiny13A: ESP8266 ein- und ausschalten


von Sven Scholz (Gast)


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Hallo Gemeinde,

mir ist der Stromverbrauch der ESP8266 im DeepSleep mit rund 22uA noch 
zu hoch. Das Aufwachen gestaltet sich im Grunde wie ein 
Neustart/PowerUp.

Daher würde ich gerne einen kleinen ATtiny13A verwenden, um den ESP8266 
komplett an- und auszuschalten. Die Boardspannung wäre 3,3V.

1. Anforderung:
Wie gestaltet sich die zusätzlichen Bauteile an einem PIN des ATtiny13A 
um kurzzeitig Ströme von etwa 300-500mA schalten zu können?

2. Anforderung:
Vor allem sollte im Off-Zustand natürlich der "Ruhe-/Leckstrom", der 
durch die zusätzlichen Bauteile (Transistor?) fließt, so gering wie 
möglich ausfallen.
Ich stelle mir da Größen von max. 10uA vor. Ist das realisierbar?

Wer hat evtl. eine Lösung im Einsatz oder eine kleine Idee/Anregung? Ich 
bin vermutlich nicht der Erste der auf die Idee kommt bzgl. dem ESP8266.

Herzlichen Danke und viele Grüße!

von Jens M. (schuchkleisser)


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Ein Spannungsregler mit Enable oder ein P-Kanal-FET mit entsprechender 
Threshold-Spannung ist die Lösung.

Und der Reststrom ist dann primär der AVR. Wenn er pennt, durchaus weit 
unter 10µA.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Guckst Du hier:
Beitrag "Re: ESP8266 mit Solarstrom und Pufferbatterie"
Da hängt noch etwas mehr dran, aber die Abschaltung geht hier über den 
Spannungsregler. Oder so mit p-MOSFET:
Beitrag "Re: ESP8266 mit Solarstrom und Pufferbatterie"

von Stefan F. (Gast)


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Jens M. schrieb:
> Ein Spannungsregler mit Enable oder ein P-Kanal-FET mit entsprechender
> Threshold-Spannung ist die Lösung.

Würde ich auch empfehlen. Weil du dadurch zwei Fliegen mit einer Klappe 
schlägst. Du hast die geregelte Spannung und kannst sie schalten. Beides 
läuft letztendlich durch einen einzigen Leistungs-Transistor, was die 
Verluste im Ruhezustand minimiert.

Außerdem stellt der Spannungsregler sicher, dass beim Einschalten nicht 
unendlich viel Strom fließt (um Kapazitäten zu laden).

Der AVR kann hoffentlich ohne Spannungsregler direkt an der Batterie 
hängen.

von Gerald K. (geku)


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Ich schalte den ESP8266 mit dem NMOSFET ZXM61N02F.  Der FET schaltet 
den Groundleitung des ESP8266.

Wichtig ist, dass die Versorgungspannung gut gestützt ist. Ich verwende 
4x 100uF, wobei einer dieser Vielschichtkondensatoren sich direkt beim 
FET befindet.

Da alle PINS des unversorgten ESP8266 gegen 3,3V ziehen müssen die 
PINS des MC entweder auf Pullup oder hochohmig geschaltet sein.

Zwischen Gate und Source des NMOSFET habe ich einen 330k Widerstand 
vorgesehen, damit, wenn der Ausgang des MC hochohmig wird, der FET 
gesperrt ist. Das Gate kann direkt mit dem MC Ausgang verbunden werden. 
Bei meiner Anwendung wid auch der MC in den Schlafmodus geschickt. So 
halten die Lithiumprimärzellen über ein Jahr.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Gerald K. schrieb:
> Der FET schaltet
> den Groundleitung des ESP8266.

Warum macht man sowas?
Es gibt so schöne p-MosFets die diese Aufgabe auf der Vcc Leitung 
Murkslos erledigen können.
IRLML6402 ist ein solcher Kandidat.

: Bearbeitet durch User
von Gerald K. (geku)


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Andreas B. schrieb:
> Es gibt so schöne p-MosFets die diese Aufgabe auf der Vcc Leitung
> Murkslos erledigen können

Worin besteht der Murks? Ich habe mit dieser Schaltung ein gute 
Erfahrungen gemacht.

von Jens M. (schuchkleisser)


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Gerald K. schrieb:
> So
> halten die Lithiumprimärzellen über ein Jahr.

Wie oft und wie lange ist der ESP aktiv? Nur mal so, das man ne 
Einschätzung bekommt...

von Gerald K. (geku)


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Jens M. schrieb:
> Wie oft und wie lange ist der ESP aktiv? Nur mal so, das man ne
> Einschätzung bekommt...

Wenn kein Alarm detektiert wird einmal pro Stunde. Mindestens einmal pro 
Stunde wird die Übertragung und Batterie überprüft.

von m.n. (Gast)


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Ein-Aus-Funktion besonders stromsparend auch mit blockiertem Taster.
Beitrag "Re: EIN-AUS mit Taster per Interrupt, ATtiny25 o.ä."
Als Schalter eignet sich ein P-Kanal-FET IRLML2244 oder AO3401.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Gerald K. schrieb:
> Worin besteht der Murks? Ich habe mit dieser Schaltung ein gute
> Erfahrungen gemacht.

In dem Moment, wo noch andere Signale zum ESP gehen, die GND bezogen 
sind, fangen die Probleme an.
Selbst wenn  das bei Dir nicht so ist: Man will oft später noch 
irgendwelche Funktionen hinzufügen und dann stolpert man über die 
getrennte Masse.
Deshalb macht man so etwas einfach nicht. Vor allen Dingen, wenn dies 
ohne Not geschieht.

von Stefan F. (Gast)


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Sein gerät ist ja eine in sich geschlossene Einheit, da würde ich mal 
ein Auge zudrücken und die Kurve gerade sein lassen.

Wichtiger ist eine stabile Spannungsversorgung, um die hat er sich 
offenbar einige Gedanken gemacht. Bei den verwendeten Batterien ist das 
wohl auch nötig.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Sein gerät ist ja eine in sich geschlossene Einheit, da würde ich mal
> ein Auge zudrücken und die Kurve gerade sein lassen.
Man sollte mit diesen Ideen erst gar nicht anfangen. Das erspart später 
viel Probleme.

> Wichtiger ist eine stabile Spannungsversorgung, um die hat er sich
> offenbar einige Gedanken gemacht.
Na, gerade das möchte ich mal bezweifeln.

> Bei den verwendeten Batterien ist das
> wohl auch nötig.
Man verwendet solche Thionylchlorid Batterien erst gar nicht für einen 
ESP, der mal locker 0.5A zieht. Klar kann man das mit einem dicken Elko 
bzw. Li-ion Puffer kompensieren, aber dieses Konstrukt sieht mir dann 
doch eher nach Trial and Error aus.
Ich lasse einen ESP an einer 200mAh Polymerzelle problemlos laufen. Mehr 
als 10uF braucht es dazu nicht, wenn man das richtig macht.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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>> Wichtiger ist eine stabile Spannungsversorgung, um die hat er sich
>> offenbar einige Gedanken gemacht.


Andreas B. schrieb:
> Na, gerade das möchte ich mal bezweifeln.

Hat er wirklich. Du kennst die Threads vielleicht nicht, wo er das Thema 
diskutierte und viele Zeitaufwändige Versuche mit Messungen gezeigt hat.

von Achim H. (pluto25)


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Kein Murks. Es ist uninteressant was "man macht". Wichtig ist das die 
Schaltung zuverlässig funktioniert. Die Signalleitungen müssen bei 
geschaltetem Vcc genauso beachtet werden.

von Gerald K. (geku)


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Andreas B. schrieb:
> dieses Konstrukt sieht mir dann doch eher nach Trial and Error aus.

Richtig, da war  "Trial and Error" dabei. Wo gibt's den nicht? Die Frage 
ist nur, was am Ende herausschaut und was man dabei gelernt hat,

Wenn man z.B. die Abgasbehandlung weg lässt und da die eigenen 
Spezifikation verletzt, dann hat man nich gelernt. Da waren sicher auch 
viel ""Trial and Error". (amerikanischen Behörden)

Was habe ich gelernt :

- den ESP mit Lithiumprimärzellen zu betreiben ist wirklich einfach

- Elkos helfen nicht viel, Mehrschichtkondensatoren der gleichen Größe 
zeigten Erfolg (die ursprüngliche Lösung mit dem LIC ist nicht mehr 
notwendig)

- gutes Layout ist speziell mit 2,4GHz Funk ist wichtig

von Andreas B. (bitverdreher)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> at er wirklich. Du kennst die Threads vielleicht nicht, wo er das Thema
> diskutierte und viele Zeitaufwändige Versuche mit Messungen gezeigt hat.

Und da hat ihn niemand auf die ungeeigneten Batterien hingewiesen?

A. H. schrieb:
> Die Signalleitungen müssen bei
> geschaltetem Vcc genauso beachtet werden.

Das ist bedeutend einfacher. Gegen Vcc liegen meist auch Dioden, so daß 
keine überhöhten Spannungen anliegen können. Der Strom muß halt begrenzt 
werden, damit die folgende Schaltung nicht über die Dioden betrieben 
wird. Kaputt geht da i.A. selten etwas.
Bei geschalteter Masse sieht das schon anders aus. Dann floated die 
gesamte folgende Schaltung irgendwo bei Vcc. Wehe dem, da liegen dann 
noch irgendwelche Spannungsregler.
Wenn es einen vernünftigen Grund gäbe, GND zu schalten, dann nenne ihn 
mir.

von Stefan F. (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Und da hat ihn niemand auf die ungeeigneten Batterien hingewiesen?

Wir hatten diese Diskussion bereits, und nachvollziehbare Gründe für 
seine Wahl. muss man jetzt nicht hier an dieser Stelle wiederholen.

Beitrag #6165912 wurde vom Autor gelöscht.
von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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Sven Scholz schrieb:
> 2. Anforderung:
> Vor allem sollte im Off-Zustand natürlich der "Ruhe-/Leckstrom", der
> durch die zusätzlichen Bauteile (Transistor?) fließt, so gering wie
> möglich ausfallen.
> Ich stelle mir da Größen von max. 10uA vor. Ist das realisierbar?
...
Hi Sven,
die nach den neuen Prozessen gefertigten Tiny214 benötigen recht geringe 
Ruheströme. Bei üblichen Umgebungstemperaturen sind 2µA im Durchschnitt 
problemlos zu unterbieten.
Im Einsatz habe ich diese Bausteine u.a. in einem Medizinprodukt. Hier 
kümmert sich der Tiny als Manager um das Gesamtsystem und überwacht u.a. 
die Applikationscontroller:
http://harerod.de/applications_ger.html#LDS

Bei diesem Melodiegenerator habe ich einen ATtiny412 eingesetzt. Die 
Baugruppe benötigt tatsächlich unter 1µA im Standby:
http://harerod.de/applications_ger.html#TQ412_melody

marcus

von Andreas B. (bitverdreher)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Andreas B. schrieb:
>> Und da hat ihn niemand auf die ungeeigneten Batterien hingewiesen?
>
> Wir hatten diese Diskussion bereits, und nachvollziehbare Gründe für
> seine Wahl. muss man jetzt nicht hier an dieser Stelle wiederholen.

Ich habe den Thread gefunden. Ich selbst habe ihn auf die ungeeigneten 
Batterien hingewiesen. ;-)
Einen triftigen Grund, diese Batterien zu verwenden, habe ich in diesem 
Thread aber auch nicht gefunden. Was solls, ist nicht mein Problem. Wenn 
er unbedingt Li-Ion Kondensatoren verbauen möchte, soll er das eben tun. 
Aber das dann bitte nicht hier als das NonPlusUltra Verkaufen.

von Gerald K. (geku)


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Andreas B. schrieb:
> Wenn er unbedingt Li-Ion Kondensatoren verbauen möchte, soll er das eben
> tun. Aber das dann bitte nicht hier als das NonPlusUltra Verkaufen.

Ich brauche keinen  Li-Ion Kondensator! Aber ein Elko taugt nichts.

Ich habe gute Gründe für die Li-Primärzellen.

Hohe Betriebsdauer,  keine Ausrinnen wie bei Alkali, nahezu konstante 
Spannung bis zu Ende

Ich habe die Schaltung erweitert, es lassen sich statt der zwei 
Li-Primärzelle mit 3,6V auch zwei Alkalibatterien AA in Serie schalten. 
Habe jetzt beide Batterievarianten im Dauerbetrieb.
Damit läßt sich objektiv feststellen welcher Batterietyp besser geeignet 
ist.
Ich möchte nichts verkaufen, jeder soll das verwenden was er für gut und 
richtig hält. Ein NonPlusUltra gibt es nicht.

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