Zur Erfassung langsamer Spannungsänderungen wie zum Beispiel Lade-/ Entladekurven von Akkus oder Fehlererkennung (Heizungsbrenner) kann man unter Umständen ein Oszilloskop verwenden. Damit ist dieses Gerät blockiert und müßte ggf. an einem anderen Ort ohne direkte Stromversorgung betrieben werden. Für einfache Anwendungen und geringen Anforderungen reicht es, analoge Signale mit einem µC zu messen, in einen Flash-Speicher zu schreiben und später per PC auszuwerten. Hierzu ein Schaltungsvorschlag mit einem STM32G031F µC und einen SPI-Flash W25Q128, der mit einer passenden Batterie oder besser LiIon-Zelle betrieben werden kann. Mit bis zu 1000 Messungen/s und einem Kanal reicht der Speicherplatz für gut zwei Stunden. Mit 1 Messung/s für ganze 3 Monate. Da die Messwerte permanent ausgegeben werden können, kann auch ohne direkte Speicherung ein angeschlossener PC die Werte speichern/auswerten. Die gezeigte Schaltung verwendet ein fertiges µC Modul (WeACT STM32G031), welches noch mit einem SPI-Flash (hier W25Q128) und ein paar diskreten Bauteilen nach Bedarf ergänzt werden muß bzw. kann. Damit ist ein Aufbau auf Lochrasterplatine möglich. Eine genauere Beschreibung findet sich hier: http://mino-elektronik.de/Gemischtes/2-Kanal%20Datenlogger.html Abschließend ist dort auch das vorläufige Programm zu finden, was noch weiterentwickelt wird. Es kann für eigene Bedürfnisse angepasst werden. Letztlich sollen noch ein USART-USB-Modul mit CH340 (bzw. MAX232-Treiber) und ein LiIon Lademodul mit TP4056 und Unterspannungsabschaltung ergänzt, und alles zusammen in ein Gehäuse gepackt werden. Bis dahin bleibt alles noch ‚vorläufig‘. Konstruktive Anregungen sind willkommen.
Wenn du den Flash-IC abschaltbar machst und einen STM32 der L- oder U-Reihe verwendest senkst du den Stromverbrauch noch mal und erhöhst die Batterielebensdauer. Mi N. schrieb: > Letztlich sollen noch ein USART-USB-Modul mit CH340 (bzw. > MAX232-Treiber) Ziemlich umständlich, nimm doch einen STM32 mit USB-Peripherie, dann brauchst du nur noch eine USB-Buchse.
Der W25Q geht in den Stromsparmodus mit <= 25 µA sobald /CS auf '1' liegt. Beim Abschalten wird zudem der Befehl 'power off' gesendet, wodurch die Stromaufnahme auf <= 1 µA sinkt. Da ist kein Sparpotential. Vergleiche ich die Typen G031 und L031, so scheint die Ersparnis beim L031 bei 10 - 20 % zu liegen. Dummerweise sind beide Typen nicht pin- und funktionskompatibel, sodaß bei Bedarf nicht 1:1 gewechselt werden kann. Die Module für den G031 gibt es aktuell zu 2,09 Euro, was sehr günstig ist. USB ist erst einmal ein Gimmick, was nicht zwingend notwendig ist aber eventuell gleich als Ladeanschluß (für LiIon) mit 5 V genutzt werden kann. Ein Modul mit CH340N von USB-C auf 'TTL'-Signale gibt es ebenfalls günstig, ohne spezielles Layout oder SMD-Löterei, die nicht für jedermann einfach ist. So ist meine Planung, was ich nicht als umständlich sondern eher als einfach und nachbaubar ansehe.
Mi N. schrieb: > wodurch die Stromaufnahme auf <= 1 µA sinkt. Da ist kein Sparpotential. Naja, die sparsamen MCUs haben im Powerdown-Mode einen Verbrauch von <<1uA, somit ist das 1uA vom Flash ziemlich signifikant und könnte somit den Verbrauch im Powerdown verdoppeln, was mit einem simplen Transistor zu verhindern wäre. Mi N. schrieb: > ohne spezielles Layout oder SMD-Löterei, die nicht für jedermann einfach > ist. Es gibt doch einige MCU-Module mit USB-Buchse drauf, da hat man die USB-Verbindung direkt fertig...
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Niklas G. schrieb: > Es gibt doch einige MCU-Module mit USB-Buchse drauf, da hat man die > USB-Verbindung direkt fertig... Ich kenne kein geeignetes Modul. Im Ruhemodus mit <= 10 µA und einem kleinen LiPo-Akku, wie er in Mobiltelefonen verwendet wird (0,8 - 1 Ah) komme ich auf eine Laufzeit von über 10 Jahren. Wenn das nicht reicht, verwendet man einfach einen EIN-AUS-Schalter. Da Daten und Messparameter nichtflüchtig gespeichert sind, ist das problemlos machbar. Aber das ist doch überhaupt nicht der Punkt. Hauptverbraucher ist der NOR-Flash-Speicher beim Löschen und Beschreiben. Danach kommen der µC und die LEDs, deren Einschaltdauer man noch reduzieren oder sie ganz abschalten sollte. Bislang habe ich die PLL weggelassen und nur HSI16 als Takt verwendet. Da werde ich noch testen, ob ich sie doch verwende und nur die CPU damit takte. Da reichen 1 - 2 MHz wohl aus. Rechenintensiv ist nur die hex-dez-Wandlung; diese Routine kann sich den Takt ja kurzfristig auf 64 MHz hochschalten. Dann gibt es auch bei 1 - 2 MBd keine Lücken bei der Ausgabe. Mehr lassen die USB-Wandler eh nicht mehr zu.
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Die optional genannten L- und U-Typen der STM32 hatte ich mir noch einmal angesehen. Wie oben schon geschrieben, ist mir das Einsparpotential beim Versorgungsstrom zu gering, als diese Richtung weiter zu verfolgen. Es sind ergänzende Optionen hinzugekommen. Zum einen SMD-Taster und SMD-LEDs als Anterntive zu den großen THT-Ausführungen. Ferner auf der Unterseite ein optional abschaltbarer RS232-Treiber und ein Sense-Eingang 'ext', womit man ggf. die USART-Signale direkt oder invertiert ausgeben könnte. Dann noch ein Lochrasterfeld für Zusatzkram. Mal sehen, ob das alles klappt. Falls nicht, kann ich die Platine (43 x 59 mm²) minimalbestückt als blinkenden Weihnachtsbaumschmuck verwenden.
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