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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik AVR Schaltung mit Batterien


Autor: Niki Hammler (Gast)
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Tag,

Ich baue jetzt eine "mobile" Schaltung für den AVR, d.h. ich will keine 
externe Stromquelle verwenden sondern Batterien, sie sollten 
Standardbatterien sein, also AA und so wenig wie möglich.

Wie bewerkstellige ich das aber? Normale AA Batterien haben 1,3-1,5 
Volt. Der AVR braucht aber eine GENAUE Spannung. Einen 7805 kann ich 
nicht verwenden, da er eine sehr hohe Eingangsspannung braucht.

Am ehesten komme ich glaub ich bei 4 AA Batterien hin.
1,3 * 4 = 5,2 Volt
1,5 * 4 = 6 Volt

Doch wie stelle ich das konstant auf 5 Volt? Und welche Condensatoren 
sind da empfohlen? Hat vielleicht schon jemand eine Schaltung für eine 
mobile Stromversorgung?

Es sollte so sein, dass ich Akkus als auch normale Batterien nehmen kann 
und es auch egal ist ob die Batterien ganz voll sind oder schon fast 
leer.


Wie funktioniert das beispielsweise beim Palm? Der braucht nur 2 AAA 
Batterien also insgesamt hat er schlechtestenfalls 2,4 Volt zu 
Verfügung. Ich kann mir aber nicht vorstellen dass die gesamte 
Elektronik, eingeschlossen der Dragonball EZ mit 2,4 Volt arbeitet 
sondern mit 5Volt (achja, da wäre ja auch noch die RS232 Schnittstelle 
die 12Volt braucht?)


Niki

Autor: rrose (Gast)
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Hallo Niki
schau mal bei http://wwww.maxim.de unter
Switchmode DC-DC Power Supplies nach, z.b. den max608.
IC´s wie der max232 haben einen eingebauten Spannungskonverter
von 5V auf +- 12V
Gruß
Reinhold

Autor: Niki Hammler (Gast)
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1.) Bez. 12Volt/MAX232. Aja, stimmt, bin so blöd, ich kann mich selbst 
nicht erinnern auf meinem AVR Board eine 12V Spannung zu haben ;)

2.) Das mit dem Maxim 608 hört sich gut an! vielen dank. Ich versteh die 
ganzen Symbole auf der Applikation zwar (noch) nicht, wird sich aber 
sicher ne Schaltung finden lassen, die den verwendet. Sonst frag ich 
halt noch mal nach.

Niki


PS: Theoretisch könnte man ja auch einen Transformator nehmen wenn man 
die Stromstärke, die dadruch sinkt, verkraften kann, oder?

Autor: Christian (Gast)
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Hallo,

nein, einen Transformator nimmt man für sowas nicht, da du für einen 
solchen Wechselspannung braucht. Das heißt, du müßtest die 
Gleichspannung, die dir die Batterien liefern, zuerst wechselrichten, 
dann tranformieren, dann wieder gleichrichten. Sowas macht man mit 
Schaltreglern.

Allerdiings hängt es stark vom Anwendungszweck ab, ob man überhaupt 
Batterien verwenden sollte, denn ein AVR zieht ohne LED's schon 
mindestens 20mA, d.h. nach spätestens 2 Tagen oder so sind die Batterien 
leer...

Nochmal zum eigentlichen Thema: Ein AVR sollte doch auch mit 6V laufen, 
aber auch mit 4,8V o.ä., also nimm doch Einfach 4 normale Batterien bzw. 
5 NiCd-Akkus und probier das erstmal aus...


ciao

      Christian

Autor: Niki Hammler (Gast)
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Hallo,

Achja, stimmt mit dem Trafo...

Richtig, es hängt stark mit dem Anwendungszweck zusammen. Für nicht 
mobile, ständig laufende Schaltungen kommen Batterien eh nicht in Frage, 
das ist klar.
Aber das soll ein Adapter, praktisch (wenn möglich) für die Hosentasche 
werden und der ist sowieso nur an wenn man ihn braucht, nämlich wenn ich 
über meinen Palm etwas drucken will und das dauert ein paar Minuten.
Also wenn es stimmt das  der AVR 20mA braucht (was irgendwie viel 
ist...) dann rechne ich zur Sicherheit nochmal 20 dazu und 10 für MAX232 
und anderes passives Zeugs. Dann hab ich also 50mA.
Ein normaler AAA Akku hat 500mAh. Ich könnte meinen Adapter demnach 10 
Stunden nonstop rennen lassen.



Also angenommen ich nehme AAA Batterien, da ich bei dem Adapter gerne 
auf Handlichkeit achte, dann haben Akkus 1,2Volt und Batterien 1,5.
Je nach Typ habe ich min. 4,8 Volt und max. 6Volt. Und im Datenblatt 
steht auch GENAU 4-6Volt. Aber das liegt dann schon sehr an der Grenze.

Wie auch immer ich probiers mal ohne. Aber wie stabil ist die Spannung 
von Batterien? Welche Kondensatoren und wieviele werde ich 
brauchen/werden empfohlen?
Wenn ich also den + und - Pol der Batterien einfach mit VCC und GND 
verbinde, reicht dann ein 22uF Elko, und 2 100nF Kondensatoren zwischen 
VCC und GND?

BTW, ich bin grad auf noch was draufgekommen. Ich will ja auch eine 
Diode einbauen, weil solche Batterien sind bald einmal vertauscht. Und 
da gehen auch noch mal 0,7Volt weg und das liegt dann schon im Rahmen.

Aber lt. Datenblatt scheint der MAX232 Probleme bei geringeren 
Spannungen zu haben.

Ausserdem, sollte der Quarzoszillator nicht auch ein schönes 5V Signal 
bekommen?


Hmm, also anscheinend werde ich doch nicht um einen Wandler rumkommen...

Niki

Autor: Christian (Gast)
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Hallo nochmal,

also ich für meinen Teil würde es auf einen Versuch ankommen lassen, ob 
die Geschichte ohne Wandler geht. Schreib doch dein Programm 
einigermaßen fertig, und häng dann einfach mal den Atmel an die 
Batterien und schau, was passiert. So ein AVR wird wohl auch bei 6,5V 
nicht kaputt gehen, und das einzige was passieren kann ist, dass er 
seine Funktionen nicht ordnungsgemäß erfüllt.
Dann kann man sich immer noch Gedanken machen, wie man das Problem löst.

Falls du Angst vor Überspannung hast, schalt doch eine 6,1V-Z-Diode 
hinter die Batterie, dann ist der AVR geschützt.


ciao

      Christian

Autor: Christian (Gast)
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Hi
alle "coolen" Schaltunen kommen mit wenig Spannung aus (dein Palm mit 
2,4 Volt z. Bsp.)
Mich persönlich würde es reitzen meinen Schaltung auch mit wenig 
Spannung laufen zu lassen - ich würde auf http://www.maxim-ic.com 
schuaen, was es für step up Wandler gibt, mir kostenlos ein muster von 
verschiedennen Typen zukommen lassen und mich freuen ;-)
Dann hast du bereits stabisierte 5 Volt (je nach Typ) Außerdem liegt der 
Wirkungsgrad auch schon recht hoch von solchen Dingern.

Wenn dir das nicht taugt, würd ich mal nach Pagelwandlern wie den Max232 
schauen, die schon mit 3 Volt laufen - der AVR läuft schließlich auch 
schon mit 3Volt soweit ich weiß????

Wenn dir dann die Batterien zu schnell alle gehen könntest du acuh auf 
einen MSP430 umsteigen, der bruach nur so 500µA....

Viel Erfolg!!!!!

mfg

ein anderer Christian

Autor: Axel(ojojo) (Gast)
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Also ich hab da was von Quarzoszilator gelesen ..

die wollen auch nen Haufen Saft !!

Hast Du schon mal daran gedacht, Dir nen AVR mit internem Takt und 
nidrigerer Versorgungsspannung zu holen
Die werden schlißlich extra für mobile Zwecke hergestellt ;-)

jo
Axel

Autor: Thomas (Gast)
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Hallo,

ein normaler Mignon-Akku z.b. Panasonic für 1 Euro hat doch schon 
1,2V/1000mA gibt auch welche für digitale Kameras die haben ca. 1800mA 
kosten 2Stück allerdings fast 10 Euro. Damit überleb das Ding nach 
deiner Rechnung schon 20 Std. mit 4Stück wenn du 4 in Reihe und 
zusätzlich 4 parallel schaltest hast du 4,8V und 2000mA was für 40 Std. 
reichen sollte. Zusätzlich kannst du den Avr zwischen der Arbeit in den 
Schlafmodus schicken. ein 7805 hat außerdem nen extrem schlechten 
Wirkungsgrad von unter 40% der verbrät die also noch zusätlich Energie. 
Könntest ihn aber auf deiner Platine trotzdem integrieren um auch mal im 
Auto oder so die Baterrie anzuzapfen.

Autor: Axel(ojojo) (Gast)
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wenn Du das Teil am Drucker anschließen willst, dann kannst Du doch auch 
das entsprechenden Netzteil anzapfen, oder !?

jo
Axel

Autor: andrás (Gast)
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Hi!

Also ich verwende für meine Batterieprojekte eine 9V-Batterie, die ich 
mit einem 7805 bzw. bei geringem Strombedarf mit einem 78L05 
stabilisiere. Das funktioniert wunderbar. Wenn der Anwendungsfall es 
erlaubt schreibe ich meine Programme so, daß der Controller möglichst 
oft in den IDLE-Mode geht und dann von einem Interrupt wieder geweckt 
wird (der Stromverbrauch ist dann im µA-BNereich). Ich benutze 
allerdings 8051er. Ich weiß nicht ob der AVR einen IDLE-Mode hat.

cu András

Autor: Niki Hammler (Gast)
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Hallo an euch alle, danke für die zahlreichen Antworten!

@ Christian I: Danke, ja wollte ich machen, mit ner Diode wäre ich dann 
fast auf 0,7Volt wieder unten was sich eigentlich gut ausgehen sollte. 
Aber mir schwebt ne bessere Idee vor (siehe unten)

@ Christian II: Hallo, danke auch für den Tipp! Da ich aber mit 
Lochraster arbeite (bin AHS Schüler und mach das hobby mässig) habe ich 
schon zu tun so alles möglichst kompakt unterzubringen. Mit Glück geht 
sichs sogar nur mit 2 IC's aus und das Ding wird schon dick...

@ Axel: Nein hab ich noch nicht daran gedacht, aber ich hatte gerade nen 
2333er zu Hause und den wollte ich sinnvoll verwenden;) Ausserdem hab 
ich nicht so viel Geld um mir die ganze Zeit IC's zu kaufen - leider.

@Thomas: Richtig, soviel Geld zahlt sich für diese Schaltung gar nicht 
aus...Fragen zum 7805, siehe unten.

@ Axel (die 2.) Weil das ein tragbarer Adapter werden soll den ich auf 
nen x-beliebigen Drucker stecken kann (solche Dinger findet man 
pratkisch imemr wo rumstehen)

@ andrás: DU NIMMST MIR DAS WORT AUS DEM MUND! Gestern beim Einschlafen 
ist mir GENAU diese Idee gekommen! War jetzt grad den Adapter einkaufen 
und wollte gerade fragen ob das so funktionieren könnte! So eine 9V 
Block Batterie ist erstens verdammt kompakt, zweitens sehr einfach und 
drittens kann ich nen stinknormalen 7805 nehmen.
Geht sich aber leider nur knapp aus, da die Spannung um min. 3 Volt 
höher sein muss, also sind 1 Volt Reserve was nicht viel ist. Aber 
wenigstens spar ich mir die Diode (an der auch noch was abfallen würde) 
da es schwer fällt bei dieser Art von Batterie zu verpolen


FRAGE ZUM 7805:

Du sagtest oben was vom Wirkungsgrad. Wie sieht es aus, funktioniert es 
gut mit dem 9V Block? (Betonung auf gut). Braucht der dann mehr Strom?

Angenommen ich arbeite mit Wechselspnnung und verwende nen Trafo. Dann 
geh ich von 9V auf 5 Volt runter und zusätzlich würde ich dann ja mehr 
Strom zu Verfügung haben.

Ist das bei Gleichaspannung mit nem 7805 auch so? Wenn nein, wieso 
nicht?

Hat wer gravierende Nachteile für den 9V Block??

T-h-x Niki

Autor: Christian (Gast)
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Hallo,

- irgendwer hat hier gesagt, ein 7805 hätte 40% Wirkungsgrad o.ä., nicht 
sehr viel...

- 9V-Blocks haben eine recht geringe Kapazität, das ist meiner Meinung 
nach der einzige Nachteil. Für dich aber kein Nachteil, da du die 
Schaltung nicht lange laufen lassen willst.

- Ich meine keine normale Diode, sondern ein Z-Diode. Eine Z-Diode ist 
eine Diode, die ab einer bestimmten anliegenden Spannung gegen die 
Durchflußrichtung leitend wird. Ansonsten eine normale (Silizium-)Diode.


ciao

      Christian

Autor: Thomas (Gast)
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Hallo,

an einen 7805 kannst du alles zw. 7 Volt DC bis 30 VDC dranhängen . Der 
Wirkungsgrad ist denkbar schlecht würde eher nen LM317 nehmen.

Gleichspannung kannst du nicht transformieren außer wenn du sie taktest 
(Multivirbator) z.b. ein PWM-Signal. So wird nämlich auch im Auto die 
Spannung für die Zündung erzeugt.

9Volt-Blocks haben allerhöchsten 200mA und kosten dann schon richtig 
viel so. ca. 6DM

Es gibt aber Halterungen für 2 o. 4 Mignonbatterien ist dann fast genau 
so kompakt wie ein 9V-Block und es gibt dafür Akkus die fast 2000 mA 
haben. Dann hast du auch 2,4 o.m 4,8 Volt brauchst keinen Gleichrichter 
der auch Strom verbraucht und keinen 7805. Mit normalen Batterie 3 o. 
6V.

Ein LM317 hat nen Wirkungsgrad von über 90%, denn musst du allerdings 
per Poti auf die Ausgansspannung einstellen o. per Wiederstand fest 
einstellen.

Autor: András (Gast)
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Hi!

Also den Wirkungsgrad der 9V Lösung in Verbindung mit dem 7805 habe ich 
gar nicht bedacht. War bisher auch kein Problem, da meine Projekte fast 
keinen Strom gebraucht haben. Es wäre aber sehr interessant zu wissen 
wie man das elegant lösen kann. Vielleicht kann ja jemand eine 
Musterlösung mit dem vorgeschlagenem LM317 posten :-)

cu András

Autor: András (Gast)
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Hi!

Ich hab jetzt nochmal ein bischen rumgesucht und noch folgende Variante 
gefunden:


Anstatt einem 7805 kann man einen LM2937 (500mA/1V dropout) oder einen 
2936 (50mA/0.2V dropout) verwenden. der braucht erstens weniger Strom 
und geht runter bis 6V Eingangsspannung. Das ist doch schon mal was.

cu András

Autor: Igor (Gast)
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Bei fast allen Druckern gibt es auch eine +5V-Versorgung am 
Centronics-Port. Darauf verlassen sich sogar einige kommerziellen 
Pocket-Printserver.
An Pin 18 liegen die +5V an und theoretisch an Pin 14 Supply Ground, ich 
habe aber die Erfahrung gemacht, daß Pin 16 (Logical Ground) besser 
funktioniert.

Autor: Thomas (Gast)
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Hallo,

ich hab mich im Bauteil getäuscht ist kein LM317 sonder ein LM2596.

Autor: Thomas Fischl (Gast)
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Hallo,

für die Versorgung eines AVRs habe ich den "Step-Up"-Regler LT1301 
eingesetzt, der aus zwei Mignonzellen (2,4V) mit vier externen Bauteilen 
(2 Kondensatoren, 1 Spule und 1 Diode) 5V mit max. 220mA erzeugt.
Gekauft habe ich das Teil bei Conrad. Dort gibt es auch noch einen 
weiteren für nur eine Zelle (1,2V), der liefert maximal 40mA: LT1073

Bestnr. bei http://www.conrad.de
17 15 73-88    LT1073-5
17 15 57-88    LT1301

ciao,
Thomas

Autor: Axel(ojojo) (Gast)
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wow, das klingt gut, wie sieht es bei den Teilen mit dem Wirkungsgrad 
aus ?
und wie funktioniert sowas überhaupt ?

jo
Axel

Autor: Thomas Fischl (Gast)
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Hi,

der LT1301 arbeitet bei einer Eingangsspannung von 2,5V und 
Ausgangsspannung 5V je nach Strom mit ca. 82% Effizienz (laut 
Datenblatt; dieses kann man bei conrad.de runterladen - Bestnr. siehe 
Beitrag weiter oben).

Mit dem LT1301 ist z.B. auch Eingang 5V und Ausgang 12V möglich. Hier 
maximal 89% Effizienz.

ciao,
Thomas

Autor: Niki Hammler (Gast)
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@Igor:

Hmm, das wäre irgendwie ne gute Idee, da würd man das ganze eventuell 
sogar einen "einfachen" Adapter kriegen.

Aber meinst du damit den Centronics Port oder schon den 25 poligen 
parallelen Stecker der vom Drucker kommt?

Aber dort sind ja Pin 18-25 Ground!!
Und es steht auch bei den Pinbelegungen nirgens was davon dass da 
irgendwo 5V rauskommen würden.

Und wenn schon, wieviel könnte ich davon ziehen? Ich müsste nen normalen 
AVR samt Quarzoszillator und MAX232 treiben können!!!

Vielen Dank,

Niki

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