Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Welchen Spannungsregler für Attiny85 an 9V Batterie


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von Priesemut (Gast)


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Hallo zusammen,

An einer 9V Batterie würde ich gerne einen Attiny85 betreiben, an 
welchem 2 LEDs blinken sollen.
Dem Artikel zu den Standardbauelementen habe ich entnommen, dass 
beispielsweise der LM1117 bzw. der MCP1700 geeignet sein könnten.
In einer verwandten Frage im Forum 
(Beitrag "ATTiny85 mit oder ohne LowDrop-Regler?") wurde erwähnt, dass man 
die Spannung auf 5V herunterregeln muss.
Ich hatte allerdings im Hinterkopf, dass der Attiny85 mit 3.3V braucht.

Welchen Spannungsregler könnt ihr empfehlen?

von HildeK (Gast)


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Priesemut schrieb:
> Ich hatte allerdings im Hinterkopf, dass der Attiny85 mit 3.3V braucht.

Hinterkopf ist nicht gut, gut ist das Datenblatt. Und da steht für den 
Spannungsbereich 2.7V ... 5.5V. Wenn er mit 20MHz laufen soll, dann tut 
er das erst ab 4.5V. Wenn du die V-Variante hast, dann läuft er schon ab 
1.8V.

Und als Regler kannst du einen LM317 oder einen 7805 nehmen.
Der MCP1700 geht nicht, der darf am Input nicht mehr als 6V sehen, der 
LM1117 geht schon. Alles steht wiederum in den Datenblättern.

Die bisher genannten haben allerdings für Batteriebetrieb einen sehr 
hohen Ruhestrom, sind also auch deshalb nicht so besonders geeignet.
Du musst halt nach einem suchen, dessen Ruhestrom <100µA beträgt. Auf 
den Herstellerseiten.

Ich selber würde gar keinen Regler verwenden, sondern drei AAA-Zellen. 
Die kann man dann direkt anschließen ohne Regler und Reglerverluste.

von Baendiger (Gast)


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Priesemut schrieb:
> wurde erwähnt, dass man die Spannung auf 5V herunterregeln muss.
> Ich hatte allerdings im Hinterkopf, dass der Attiny85 mit 3.3V braucht

Datenblatt? Der Tiny kann beide Spannungen...

Priesemut schrieb:
> An einer 9V Batterie würde ich gerne einen Attiny85 betreiben, an
> welchem 2 LEDs blinken sollen.

Wie oft denn? Frequenz? Und welche Leistung? Je machdem macht ein 
Linearregler und doch ein Schaltregler mehr Sinn.

Priesemut schrieb:
> beispielsweise der LM1117 bzw. der MCP1700 geeignet sein könnten.

Das sind Linearregler... Also haben einen schlechten Wirkungsgrad. Einen 
Low drop Regler brauchst du bei 9V -> 3V3 auch nicht

von Blumpf (Gast)


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Mein Tipp 1 wäre ein MCP1755:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/25160a.pdf

Oder, wenn eine besonders lange Laufzeit gefragt ist:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps709.pdf

Die Regler haben beide niedrigen Eigenverbrauch. Der MCP1755 68µA, der 
TPS709 1µA. Als Vergleich: So ein 7805 gehenmigt sich gerne bis zu 8000 
µA.
Beide Regler laufen außerdem mit winzigen Kerkos am Ausgang stabil.

Der MPC1755 ist billiger und einfacher erhältlich.

Was der Eigenverbraucht bedeutet:
Nehmen wir am, der 9V-Block hat 300mAh, dann säuft der Spannungsregler 
allein (ohne Last!) die Batterie in folgender Zeit leer:
LM7805: weniger als 2 Tage
MCP1755: ein halbes Jahr
TPS709: in 34 Jahren (also nie)

Der LM7805 ist völlig ungeeigent für Batteriebetrieb. Gilt so auch für 
den LM317. Solche Regler nimmt man, wenn man z.B. Netzteilversorgung 
hat. Da tun die paar mW nicht weh, aber mit Batterien: Niemals.

Den TPS709 wird man nicht brauchen, wenn das Gerät einen Ausschalter 
hat, oder der Tiny nicht mit viel Mühe auf extrem kleinen Stromverbrauch 
getrimmt wird.

von Wolfgang (Gast)


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Blumpf schrieb:
> Die Regler haben beide niedrigen Eigenverbrauch.
Zur Optimierung der Batterielebensdauer ist bei über 5.5V, die zu 
verbraten sind, der Eigenverbrauch eines Linearreglers nicht unbedingt 
die glücklichmachende Lösung. Das muss man schon gegen den höheren 
Wirkungsgrad eines Step-Down rechnen. Da kommt es sehr auf das 
Verbrauchsprofil an, ggf. sogar beides - Linearregler für Standby und 
Step-Down für Arbeitsphasen.

von Priesemut (Gast)


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Vielen Dank für eure Antworten. Ich hab wieder einmal viel gelernt.
Das schöne an unserem Hobby ist ja, dass die Bauteile nicht allzu teuer 
sind und man unterschiedliche Lösungen ausprobieren kann. Anfangen werde 
ich glaube ich mal mit dem MCP1755. Einen LM317 und LM7805 zur Hand zu 
haben schadet sicherlich auch nicht.

von Priesemut (Gast)


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Soweit ich sehen kann gibt es den TPS709 und den MCP1755 nicht als 
bedrahtete Bauteile. Gibt es Alternativen, welche sich gut auf einem 
Steckbrett verwenden lassen?

von FS (Gast)


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MCP1702. Gibt's im TO-92-3.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Blumpf schrieb:
> Der LM7805 ist völlig ungeeigent für Batteriebetrieb. Gilt so auch für
> den LM317. ... mit Batterien: Niemals.

Wenn die Schaltung ohnehin ständig mehrere Milliampere aufnimmt, tun 
1-2 mA vom Spannungsregler nicht mehr weh.

Von Standby Betrieb hat Priesemut nichts erwähnt.

von Thomas E. (Firma: Thomas Eckmann Informationst.) (thomase)


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Priesemut schrieb:
> Welchen Spannungsregler könnt ihr empfehlen?

So einen:

https://www.amazon.de/s?k=Boost-Modul+-+TOOGOO%28R%29+5+Stuecke+0.9V+zu+5V+DC-DC+Konverte&__mk_de_DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&ref=nb_sb_noss

Und dann zäumst du das Pferd von hinten auf: Zwei bis drei AA- oder 
AAA-Zellen dran, die von dem kleinen Apparat bis zum letzten Tropfen 
leergesaugt werden. Hält ewig und drei Tage. Wenn du ein richtiger 
Sparfuchs bist, brauchst du dir die Batterien nicht einmal mehr zu 
kaufen, sondern holst dir alte aus der Recyclingbox bei Aldi oder wo 
auch immer die Kisten noch rumstehen. Die meisten da drin sind noch 
mindestens halb voll wenn sie weggeschmissen werden, weil die 
LED-Taschenlampe es damit nicht mehr tut.

Ein Doppelpack AAAs ist auch nicht größer als ein 9V-Block und die 
USB-Buchse lässt sich mühelos von der Platine ablöten.

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


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HildeK schrieb:
> Der MCP1700 geht nicht, der darf am Input nicht mehr als 6V sehen,
> der LM1117 geht schon.

Dann greift man zu MCP1702 oder 1703.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Wenn die Schaltung ohnehin ständig mehrere Milliampere aufnimmt,
> tun 1-2 mA vom Spannungsregler nicht mehr weh.

Selbst, wenn es nur 10% sind, muß man sich das nicht antun. Bei niedrig 
zweistelligen mA sind die MCP170x das Bauteil der Wahl.

Baendiger schrieb:
> Einen Low drop Regler brauchst du bei 9V -> 3V3 auch nicht

Er schadet nicht, die Batterie bis zum Ende auslutschen zu können.

Wolfgang schrieb:
> Das muss man schon gegen den höheren Wirkungsgrad
> eines Step-Down rechnen. Da kommt es sehr auf das
> Verbrauchsprofil an, ggf. sogar beides -
> Linearregler für Standby und Step-Down für Arbeitsphasen.

Das wird dann schon recht komplex und widerspricht dem Wunsch vom grünen 
Frosch *), auf ein Steckbrett zu passen. Wenn ich mal Ströme um 20..30 
mA annehme, lässt sich da mit bastlerüblichen Schaltreglermodulen kein 
nennenswerter Vorteil holen.

*) https://www.nulli-priesemut.com/

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Mal andersherum:

Warum eine 9V-Batterie?

Die Dinger habe gerade einmal ~6Wh (700mAh) und die Spannung für den 
Controller muss herunter geregelt werden.

Mit zwei AA-Zellen hätte man ~16Wh (3V, 2.8Ah) und praktische 3V, die 
der Controller direkt mag. Und wenn man nun den T85V nimmt, dann kommt 
der bis auf 1.8V runter, läuft also bis zu wirklich leeren Zellen noch.

Gut, je nach Auslegung werden die LEDs über die Laufzeit dunkler, aber 
dafür ist das ganze effizienter, weniger Bauteilaufwand und 
Mignon-Batterien sind weitaus günstiger.

Wenn man den Platz hat, könnte man sich auch 3 Zellen und einen LDO auf 
3V leisten, wäre immer noch deeeeutlich besser als von 9V herunter zu 
kommen.

von M. K. (sylaina)


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Blumpf schrieb:
> Mein Tipp 1 wäre ein MCP1755:
> http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/25160a.pdf
>
> Oder, wenn eine besonders lange Laufzeit gefragt ist:
> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps709.pdf

Was bringt einem so ein LDO? Beide verheizen die überschüssige Energie 
in Wärme. Da ist ja ein LM2596/LT1074 sinnvoller und die wären beide 
deutlich überdimensioniert.

Ich würde hier einen LM2574 einsetzen (oder auch ggf. den MC34063), den 
gibts u.a. im formschicken DIP-Gehäuse fürs Steckbrett ;)

von Blumpf (Gast)


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M. K. schrieb:
> Ich würde hier einen LM2574 einsetzen (oder auch ggf. den MC34063), den
> gibts u.a. im formschicken DIP-Gehäuse fürs Steckbrett ;)

Dann überdenk das noch einmal. Ein LM2596 hat bis zu 10mA 
Eigenverbrauch, wenn er schaltet. Ein ATTINY kann aber, je nach Takt, 
schon mit 1mA laufen.

Also nehmen wir mal an, die Schaltung braucht 5mA:
Mit dem Schaltregler brauchst du:
- (5V/9V)*5mA = 2,8mA
- 10mA Quiscent
In Summe 12,8mA

Mit dem MCP1755 brauchst du 5,07mA (5mA+70µA Eigenverbrauch)

Du siehst das Problem? Ein Schaltregler ist nicht pauschal besser, 
sondern das hängt vom komkreten Typ und der Schaltung ab.

Außerdem nimmt man keinen 3A Schaltregler an einem 9V-Block.
Problem dabei: Schaltregler laufen erst dann sauber, wenn sie im CCM 
sind (continous conduction mode). Das heißt, wenn der Ausgangsstrom halb 
so groß ist wie der Rippelstrom. Eine übliche Auslegung für den 
Rippelstrom ist 20-50% des Nennstromes.
Beim LM2596 sind das also 300-750mA.
Liegt man darunter, muss der LM2596 seine Schaltfrequenz reduzieren. Man 
kann dann z.B. in den hörbaren Bereich kommen, das ist der Grund warum 
einige Schaltregler zirpen. Dazu macht die niedrigere Frequenz Filter 
unwirksam und dergleichen mehr.

Für Batteriebetrieb gibt es eigene Schaltregler (z.B: MCP1640) mit 
geringem Eigenverbrauch. Der LM2596 ist nicht gut geeignet.

von Philipp K. (philipp_k59)


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lp2950-5

kann bis zu 100ma Strom liefern, hat To92 Gehäuse. (75nA Quiescent 
Current)

von S. Landolt (Gast)


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> (75nA Quiescent Current)

Ein derartig niedriger Wert verlangt grundsätzlich einen zweiten Blick 
in das Datenblatt, Philipp K.

von M. K. (sylaina)


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Blumpf schrieb:
> Für Batteriebetrieb gibt es eigene Schaltregler (z.B: MCP1640) mit
> geringem Eigenverbrauch. Der LM2596 ist nicht gut geeignet.

Ja richtig, man sollte auf jeden Fall einen passenden Schaltregler 
verwenden (wo schrieb ich, dass der LM2596 gut geeignet wäre? ;)). Ich 
würde für nicht mal 10mA auch keinen Schaltregler einsetzen, der für bis 
zu 3A gedacht ist. Auf jeden Fall würde ich im Batterie-Betrieb keinen 
Linearregler einsetzen bei der bisherigen Aufgabenstellung, egal ob LDO 
oder nicht LDO.

Der Vorschlag des LM2574 gilt für den Experimetieraufbau auf dem 
Steckbrett, er kam mir in den Sinn weil ich in als 8-Pin Dip IC kenne. 
Schaltregler für den Batteriebetrieb kenne ich ansonsten nur spontan im 
SOIC-Gehäuse und kleiner (z.B. den E522.7x von Elmos, kommt mit grad mal 
150 uA Quiescent Current daher aber den bekommt nicht jeder).

von HildeK (Gast)


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Sebastian R. schrieb:
> Warum eine 9V-Batterie?
> Mit zwei AA-Zellen hätte man ~16Wh (3V, 2.8Ah) und praktische 3V, die
> der Controller direkt mag. Und wenn man nun den T85V nimmt, dann kommt
> der bis auf 1.8V runter, läuft also bis zu wirklich leeren Zellen noch.
Ich hatte schon weit oben die Verwendung von AA-Primärzellen 
vorgeschlagen.
Mit zwei wird es allerdings eng, je nach LEDs. Und 3V müssen ja auch 
nicht sein, der Wert kam nur von seiner undeutlichen Erinnerung, dass 
der Tiny mit 3.3V betrieben werden müsst. Auch ist der Energieinhalt von 
AAA-Zellen wesentlich höher als von einer 9V Batterie, bei der noch der 
größte Teil im Regler verheizt wird.

> Gut, je nach Auslegung werden die LEDs über die Laufzeit dunkler, aber
> dafür ist das ganze effizienter, weniger Bauteilaufwand und
> Mignon-Batterien sind weitaus günstiger.
Ja, sie werden am Ende der Batterieladung etwas dunkler. Mit drei Stück 
ist das entspannter, da gehen sogar lange Zeit noch weiße oder blaue 
LEDs. Und für das Vorhaben ist das praktisch ohne Bedeutung.

> Wenn man den Platz hat, könnte man sich auch 3 Zellen und einen LDO auf
> 3V leisten, wäre immer noch deeeeutlich besser als von 9V herunter zu
> kommen.
Wie gesagt, die 3 Volt sind mit Sicherheit in seiner Anwendung (LEDs 
blinken lassen mit Tiny85) kein Muss.
Drei AAA oder AA sind jedenfalls nur unwesentlich größer als ein 
9V-Block.

von Georg M. (g_m)



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Priesemut schrieb:
> An einer 9V Batterie würde ich gerne einen Attiny85 betreiben, an
> welchem 2 LEDs blinken sollen.

von Philipp K. (philipp_k59)


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S. Landolt schrieb:
> Ein derartig niedriger Wert verlangt grundsätzlich einen zweiten Blick
> in das Datenblatt, Philipp K.

Naja oder man ist Helle Genug einen Schreibfehler zu erkennen und diesen 
direkt zur komischen anmerkung dazuzuschreiben..

LP2950 75uA

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


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Philipp K. schrieb:
> S. Landolt schrieb:
>> Ein derartig niedriger Wert verlangt grundsätzlich
>> einen zweiten Blick in das Datenblatt
>
> Naja oder man ist Helle Genug einen Schreibfehler zu erkennen
> und diesen direkt zur komischen anmerkung dazuzuschreiben..
>
> LP2950 75uA

Keine großen Töne spucken, Datenblatt anschauen. Beim LP2950 hat der 
Querstrom eine deutliche Abhängigkeit vom Laststrom und der 
Eingangsspannung, je nach Hersteller stehen bis zu 14mA (Milliampere!) 
im Datenblatt.

Der LP2950 hat seine Daseinsberechtigung, in der gegebenen Anwendung ist 
er keine gute Wahl.

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