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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mobile Erfassungstelle, welche Batterien sinnvoll ?


Autor: Batteriefrager (Gast)
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Hallo,
ich habe gerade ein Projekt wo über einen Atmel Mega8 Daten aus einer 
Wetterstation erfaßt und in EEProms gespeichert werden sollen.
Vorgabe ist neben einem LCD das das Gerät batteriebetrieben sein soll 
und in einem kleinen Handgehäuse untergebracht.
Nun stellt sich mir die Frage, was für Batterien nehme ich da am 
sinnvollsten ?
Eine 9 Volt Blockbatterie  ?
Oder lieber vier Mignons ?
Oder gar ein LiPo o.ä. ?
Das LCD braucht 5 Volt.
Was wäre denn sinnvoll als Regler, einen 7805 oder lieber LM317 ?
Um die Stromversorgung mußte ich mir noch nie gedanken machen, der kommt 
sonst aus der Steckdose :-P
Gibt es irgendwo eine gute Zusammenfassung o.ä. für das Design von 
Batteriegeräten ?
Danke ;-)

Autor: Rahul, der Trollige (Gast)
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Ich würde ein paar Mignons und einen Step-Up-Regler nehmen.

Autor: Lupin (Gast)
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also ich würde zwei ganz normale batterien oder akkus nehmen (ziemlich 
egal ob AA oder AAA) und dann mit einem step up auf 5 volt gehen. den 
controller kannst du dann direkt aus batteriespannung versorgen wenn es 
ein gutmütiger ist (zB ein AVR bei entsprechend niedrigen Takt). Minimal 
hast du bei akkus 2,4Volt und es gibt ja AVRs die gehen bis runter auf 
1,8Volt

Autor: Rahul, der Trollige (Gast)
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>den controller kannst du dann direkt aus batteriespannung versorgen wenn >es ein 
gutmütiger ist
Wenn man sowieso einen step-up-Regler benutzt, kann man da auch den 
Controller mit dranhängen. Ist aber egal...

Autor: Lupin (Gast)
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mit entsprechenden LCD kannst du auch das LCD direkt an die 
Batteriespannung anschließen. Damit fallen halt jegliche Wandlerverluste 
weg.

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Mignon-Akkus (NiMh) mit niedriger Selbstentladung verwenden. Sanyo 
"eneloop" oder Varta "Ready-2-Use".

Dazu noch einen geeigneten Aufwärtswandler, der 5V erzeugt.

Und unbenutzte Verbraucher abschalten. Das LC-Display beispielsweise 
wird wohl nur nötig sein, wenn jemand das Gerät auch bedient, also 
dessen Versorgungsspannung (und Ansteuerung) erst nach Knopfdruck für 
eine Weile einschalten. Beschäftige Dich außerdem mit den Stromsparmodi 
Deines Controllers - kann der in einen Lowpower-Modus verfallen, in dem 
nur noch eine Timerhardware läuft, die den µC bei Bedarf (Messung) 
aufweckt?

Autor: Lupin (Gast)
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selbst ein guter step up arbeitet nur bei 85%-95% wirkungsgrad und das 
auch nur wenn das design stimmt.

Autor: ??? (Gast)
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Die wichtigste Frage ist doch: "Wielange sollen die Batterien halten?"

Autor: Jörg B. (manos)
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Lupin wrote:
> selbst ein guter step up arbeitet nur bei 85%-95% wirkungsgrad und das
> auch nur wenn das design stimmt.

Ist das jetzt pro oder contra step-up? :)

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Selbst wenn ein Step-Up-Wandler "nur" 80% Wirkungsgrad hat, ist das 
allemal besser als die Variante, mit einem Low-Drop-Linearregler 
Überspannung in Wärme umzuwandeln. Bei einem 9V-Block ist das natürlich 
extrem, da liegt der Wirkungsgrad des Systems bei gerade mal 55%. Bei 6V 
(aus fünf NiMh-Zellen erzeugt) läge der Wirkungsgrad bei 83% - das aber 
setzt einen Ultra-low-drop-Linearregler voraus, der mit weniger als 
einem Volt Spannungsabfall klarkommt (entladene NiMh-Zellen liefern 
natürlich weniger als 1.2V).

Also müssten schon sechs NiMh-Zellen verwendet werden (mit 7.2V 
Gesamtspannung), was den Gesamtwirkungsgrad bei frisch aufgeladenen 
Zellen auf knapp 70% senkt. Und das Gesamtgewicht des Gerätes 
unattraktiver werden lässt.

Autor: Stefan Kleinwort (_sk_)
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Wenn Du Energie sparen willst, dann schmeiss Dein 5V-Display weg und 
nimm ein 3V-Display. Der ATmega braucht bei 3V fast halb soviel Strom 
als bei 5V. Je nach Spec des Displays (VCC-Bereich) kannst Du ev. einen 
Regler komplett weglassen und direkt aus den Batterien versorgen. Oder 
Du schaltest einen low-Drop-Regler dazwischen.

Wichtig bei der Reglerwahl:
low-drop ->              kleiner Spannungsabfall zwischen Input und 
Output
                         (wichtig bei bereits fast leerer Batterie)
low quiescent current -> der Regler braucht für sich
                         selbst sehr wenig Strom

Ein Schaltregler bringt nur dann etwas, wenn er einen sehr niedrigen 
Eigenstrombedarf hat. Manche Schaltregler brauchen mehr Strom als der 
Microcontroller mit allem drum und dran -> dann ist ein Linearregler 
sinnvoller.
Problem bei den besseren Reglern: die Beschaffbarkeit ...

Ein ATmega8 ist nicht gerade das Stromspar-Flaggschiff von Atmel. Die 
moderneren ATmegas verbrauchen deutlich weniger Strom.

Wichtig ist auch, wie Du den mega programmierst: benutze die 
Stromsparmodi, wo immer möglich. Auch hier sind die neuen megas im 
Vorteil: der watchdog-timer kann bei diesen nicht nur einen Reset 
erzeugen, sondern den uc auch periodisch aus dem Tiefschlaf wecken. 
Damit lässt sich ein System bauen, das typisch 8uA braucht (mega88 
Datenblatt).

Hast Du Dir schon das AVR Butterfly Modul angeschaut? Das hat eigendlich 
alles, was Du brauchst (wenn das LCD für Dich ausreichend ist) und 
kostet nicht sonderlich viel:

http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?t...

In den Appl.Notes rund um dieses Kit stehen auch einige Tips rund ums 
Energiesparen.

Gruß, Stefan

Autor: Batteriefrager (Gast)
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OK,
dann wären also zwei 1,2 Volt NiMH Mignon Akkus und z.B. ein MC34063 von 
Reichelt das sinnvollste ?
Gibt es Stepup-Wandler die nicht zusätzlich 8 externe Bauelemente 
brauchen ?
Bzw. gibt es Step-Down-Regler, die wie z.B. der 7805 mit zwei 
Kondensatoren o.ä. auskommen ?
Weil dann könnte ich ja wieder eine 9 Volt Blockbatterie in Erwägung 
ziehen ;-)
Das mit dem abschalten des LCDs ist klar, nur ob ich den Mega8 in sleep 
versetzen kann weiß ich noch nicht, da noch nicht klar ist ob andauernd 
Meßwerte kommen oder nur sporadisch.
Erstmal muß ich die Stromversorgung haben ;-)
Das Gerät soll mit einem Satz Batterien mindestens eine Woche laufen.
Das sollte bei abgeschaltetem LCD ja mit Mignons kein Problem sein außer 
dem Mega8 läuft nix, oder ?
Danke ;-)

Autor: Batteriefrager (Gast)
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@Stefan Kleinwort:
Habe Deinen Post erst jetzt gesehen ;-)
OK, das Argument mit dem Stromsparen ist sinnvoll.
Wenn ich Dich richtig verstehe würde ich mit einem 3V LCD und einem 
Mega88V statt eines Mega8 komplett ohne Regler auskommen, wenn ich z.B. 
3x 1,2 Volt Mignon mit eine Z-Diode als "Regler" vewende ?
Das wäre dann natürlich die kleinstmöglichste Variante ;-)

Autor: Stefan Kleinwort (_sk_)
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>Habe Deinen Post erst jetzt gesehen ;-)
"Erst jetzt" ist gut - habe ich doch eben erst geschrieben ;-)

Der mc34063 ist völlig ungeeignet, der braucht mind. 3mA nur für sich 
selbst (also: auch wenn Du hinten nichts anschliesst).

>3x 1,2 Volt Mignon mit eine Z-Diode als "Regler" vewende ?
3 * 1,2V Mignon sind ok, aber eine Z-Diode ist nicht so der Regler-Hit. 
Die braucht viel zu viel Strom.

Ich verwende gerne TOREX Regler, die haben einen Eigenstromverbrauch von 
12uA, aber die bekommt man leider nirgends als Einzelstücke. Von micrel 
habe ich mal welche von Thorsten hier im Forum gekauft, die brauchen 
aber bereits 150uA für sich selbst:

Beitrag "V: LDO Spannungsregler 3.3V SMD"

Wenn Du keinen passenden Reger findest, aknnst Du mir auch mailen.

Was ich noch vergessen hatte zu schreiben:
nur die minimal notwendige Taktrate fahren. Ein 1 Mhz getakteter uc 
braucht ca. 1/16 des Stromes wie ein mit 16Mhz getakteter uc (ok, grob 
vereinfacht).

>Das mit dem abschalten des LCDs ist klar, nur ob ich den Mega8 in sleep
>versetzen kann weiß ich noch nicht, da noch nicht klar ist ob andauernd
>Meßwerte kommen oder nur sporadisch.

Wenn Du die Wetterstation irgendwie im Griff hast: vielleicht kannst Du 
sie veranlassen, vor den Daten ein Dummy o.ä. zu senden. Ev. wird auch 
eine Handshake-Leitung vor dem Senden umgeschaltet.

Oder Du setzt das Handshake Deines ATmega auf "Busy" und lässt ihn 
schlafen. Alle paar Sekunden weckst Du ihn auf, löschst das Busy und 
schaust eine Weile, ob die WStation Daten sendet (geht nur, wenn die 
WStation sich auch um das Busy schert).

Oder Du nimmst einen ATmega88 und taktest diesen nur mit 1Mhz. Solange 
keine Daten kommen, darf er in den Idle-Mode (im Idle ist der UART noch 
aktiv). Bei 3V braucht der mega88 dann auch "nur" noch 140uA.

Welche Schnittstelle hat denn das Teil? Bitte keinen "normalen" 
RS232-Treiber draufsetzen!

Gruß, Stefan

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Probier mal den MAX1797.
Frage mich bitte nicht, wo man den bekommt, aber der geht super dafür. 
Konnte ich schon testen..

http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/2377

Gruß
AxelR.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Du kannst auch bei
http://www.microchipdirect.com
MCP1700 mit 3.3Volt kaufen. Kosten 5.75Eu. Musst aber 25 Stück kaufen.
Gibts im TO92 im SOT89 und als SOT23. Haben ebenso wie die TOREX 10µA 
Eigenverbrauch.

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