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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik stromsparender Mikrocontroller


Autor: mazzi (Gast)
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Guten Tag

Wi schon im Betreff erwähnt suche ich einen stromsparenden
Mikrocontroller. Er sollte einen A/D-Wandler besitzen und etwa 20 - 30
I/O Lines haben. Die Geschwindigkeit spielt für mich keine grosse
Rolle.

Ich habe den MSP430 betrachtet. Genau so müsste er sein, jedoch mit
einer grösseren Anzahl an Ports + einen A/D-Wandler.

Ich wäre froh wenn ihr mir weiterhelfen könntet und mir vieleicht auch
eure Erfahrungen mitteilt.

Autor: NoName (Gast)
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Was verstehst Du unter stromsparend?
Muß der Controller dauernd aktiv sein oder darf er die meiste Zeit
'schlafen'? Was muß er sonst noch können? Welche Auflösung soll der
A/D-Wandler haben? Und und und....

Autor: mazzi (Gast)
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Hallo

Ich möchte damit einen Logger bauen. Ein Logger empfängt Daten von
einem GPS-Modul und er speichert diese ab, zeigt Grundlegende Infos auf
einem Display an, er überprüft aber auch über ein Mikrofon die
Lautstärke eines Motors.

Das ganze Gerät muss 20h, mit AA-Batterien laufen. Also wäre ein
stromsparender schon eine gute Voraussetzung.

Der AD-Wandler benötigt keine grosse Auflösung, 8 oder 10 bit genügen.

Ich durchforste gerade die MSP430er Serie, da scheint es noch
interessante Controller zu haben.

Autor: NoName (Gast)
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für mich ist das nach wie vor keine präzise Aussage.
Wieviel AA-Batterien willst Du verwenden? Was wird sonst noch über
diese AA-Batterien versorgt? Vielleicht fällt da der µC gar nicht mehr
ins Gewicht? Du kannst jeden PIC, AVR, oder MSP unter gemittelte 100µA
drücken, wenn Du den Sleep-Zustand zuläßt und eine hinreichend große
Sleep-Phase wählst. Oder ist der Aktiv-Zustand der entscheidende????

Autor: Christian Bischoff (Gast)
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Hallo,

vielleicht hilft dir der folgende Link weiter:

http://www.inf.fu-berlin.de/inst/ag-tech/esb/engli...

Viel Spaß beim stöbern...

Christian

Autor: Markus Kaufmann (Gast)
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Hallo mazzi,

Ich verstehe Deine Sorgen irgendwie nicht so ganz:
Den MSP430 gibts in vielen Varianten. Darunter sind auch welche mit
A/D-Wandler und 48 I/O-pins.
http://focus.ti.com/docs/search/vparamsearch.jhtml...

Gute AA-Akkus haben etwa 2000mAh, das sind bei 20h Einsatz etwa 100mA
Dauerstrom. Dafür brauchst Du keinen stromsparenden Prozessor. Wichtig
ist dabei auch der Takt und die Versorgungsspannung. So gibt Atmel beim
ATmega8 bei 16MHz und 5V eine Stromaufnahme von 20mA an, während es bei
1MHz und 3V nicht einmal 2mA sind. Bei 32kHz sind es sogar nur noch
60-80µA.

Dazu kommen noch verschiedene Stromsparmodi, mit denen man den
Verbrauch weiter senken kann - aber das dürfte in Deinem Fall kaum
nötig sein.

Markus

Autor: mazzi (Gast)
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Hallo miteinander.

Danke erstmal für die schnellen Antworten!

@Markus: Ich habe die Tabelle mitlerweile auch entdeckt ;). Hier gilt
auch für mich: Wer lesen kann ist klar im Vorteil.

Es gibt noch keine genaue definition dieses Loggers. Icch möchte ein
möglichst kleines hantliches Gehäuse haben. Der Logger soll grob
folgende Funktionen beinhalten:

- 20h Laufzeit mit 2 Handelsüblichen AA-Batterien
- Aufzeichnung der Lautstärke via Mikrofon
- Speicher für maximal 100h Stunden Flugzeit (FlashCard/Ram)
- Drucksensorauswertung für Höhe
- Grundlegende Infos(Position, Höhe) auf Display ausgeben
- Mit 5 Tasten soll er konfiguriert werden können

Autor: Ratber (Gast)
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Hehehe,also der Stromverbrauch des Controllers ist demnach das kleinsste
Problem.

aus deinen Angaben vermute ich mal heraus das das Teil an nen
Heliumballong kommt und einige Flugdaten aufzeichnen soll ja ?

Also Sporadische Messungen.

Ich tippe mal auf Minutentakt oder länger.

Dh. die Sensoren müssen alle 60 Sekunden abgefragt werden und können
ansonsten deaktiviert werden.

Selbst wenn du nen Mega8L nimmst und noch ein oder zwei 64Kx8 EEProms
für die Meßwerte dranhängst kommste für Controller und Speicher im
mittel auf weniger als 10mA im Schnitt.Dh. 10mA/h*20 sind dann knapp
200mAh.

Bei 2 Mignons a 2000-2100mAh (Eher mehr da die Ströme ja nur lächerlich
sind.) bleiben dir mindestens 90% der Kapazität für den rest.

Ich schätze mal das ein Mikro sammt verstärker auch nur wenige mA im
schnitt braucht so das nicht viel flöten geht.
Ein Drucksensor ist mit weniger als 10mA Dauerstrom zu betreiben.Im
Minutenbetrieb ist das also auch nix.
Das Display (Natürlich ohne Beleuchtung oder wenn Beleuchtet nur kurz)
ist auch nur ne Sache von einige mAh (Kann man ja sehr gut in den
Sleepmodus schicken)



Dann rechne ich noch einige mAh für den AD-Wandler dazu und komme
"Grob geschätzt" darauf das insgesammt sogar 2 AAA Batterien oder gar
2 AAA Akkus mit 850mAh ausreichen könnten.

Die betonung liegt auf "Könnten".

2 Mignon akkus a 2000 mAh gehen aber sicher.

Und Normale Batterien sind da garkein Problem.

Eine Gewichtsersparende Alternative wäre "eine" Lithiumzelle .

Mit ihren 3V und rund 3000mAh Kapazität reicht die allemale für 40
Stunden und spart mal eben knapp 50% Gewicht bei der
energieversorgung.

Damit kannste deine Schaltung locker 40 (Bieleicht sogar volle 2 Tage)
auf die Reise schicken (Falls es wirklich um nen Balong geht aber bei
20h fällt mir zu Luftdruck ,Datensammlung und wenig gewicht nicht viel
anderes ein).

Autor: mazzi (Gast)
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@ratber: Du bist nahe dran mit deinem Ballon. Nur das Fluggerät ist ein
wenig anders, es ist ein Segelflugzeug! Bei Wettberwerben könnte dieses
Gerät eingesetzt werden um die geflogene Route zu speichern. Es gibt
schon änliche "Fertigprodukte", diese sind jedoch teuer und
unhantlich. Natürlich müsste das ganze den IGC-Normen entsprechen.

Die Aufzeichnungen sollen nicht im Minutetentakt erfolgen sondern ca.
alle 10 Sekunden. Bei vorprogrammierten Wendepunkten soll die Auflösung
dann noch genauer werden.

Laut IGC-Norm darf ich die Höhe vom GPS-Empfänger nicht verwenden, da
dieser zu ungenau ist. Darum muss ich einen Drucksensor zur
Höhenbestimmung verwenden.

Das Mikrofon dient dazu, den Lärm welcher vom Motor eines
Segelflugzeuges  erzeugt werden könnte, zu überprüfen. Es muss also
kein hochwertiges Mikrofon sein.

Die Idee mit der Lithiumzelle finde ich interessant. Dies erhöht aber
sicherlich auch den Preis. Aber ich möchte auch eine möglichst
schnellen Batterienwechsel durchführen können und wer hat schon schnell
mal eine neue Lithiumzelle dabei ;)

Autor: Christian Bischoff (Gast)
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Moin,

ohne mich näher mit der Problematik beschäftigt zu haben möchte ich
eure Überlegungen bezüglich des Stromverbrauchs kurz kommentieren.
Tendenziell scheint ihr davon auszugehen das der Energieverbrauch kein
Problem ist. Sehe ich nicht ganz so. Mir scheint ihr berücksichtigt
dabei nicht das die Spannungen der Zellen abfällt und somit nicht die
gesamte Kapazität zur Verfügung steht. Außerdem verschieben sich
Arbeitspunkte von analogen Baugruppen (sofern vorhanden). Evtl. würde
ich also einen kleinen Step-Up-Wandler vorsehen (Maxim).

Tschau

Christian

Autor: ccc (Gast)
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Schlaue Menschen braucht die Welt. Auch ein Forum.

Autor: Ratber (Gast)
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@Mazzi

"Laut IGC-Norm darf ich die Höhe vom GPS-Empfänger nicht verwenden,
da
dieser zu ungenau ist. Darum muss ich einen Drucksensor zur
Höhenbestimmung verwenden."

Das entzieht sich etwas meinem Verständnis denn wenn du relativ weite
strecken zurücklegst dann ist die Hühenbestimmung per Drucksensor immer
relativ zur Kalibrierung.
Da sich innerhalb von einigen Kilometern der Luftdruck schnell ändern
kann bzw. über die Zeit sich dieser auch mal schnell ändert ist eine
Barometrische ablesung absolut ungenau.

Vorrausgesetzt die Amis setzen die Auflösung des GPS-Netzes nicht mal
wieder runter weil irgendwo einmarschiert wird (GPS ist immernoch
primär Eigentum der US-Army) ist dessen genauigkeit bei 1m weentlich
höher als per Luftdruck.

Aber wenn es die Regeln nicht zulassen dann fällt das eben flach.
(Ich wollte mal auf die Unsinnigkeit hinweisen.Wenn das Europäische
Netz steht dann ist das eh Geschichte denn diese ist Permanennt für
alle freigegeben und um den Faktor 10 genauer)


Ok,Das Mikro ist als Antibeschißsicherung vorgesehen und nur als
Geräuschaufnehmer simpel nit wenigen mA aufabubar.

Als Drucksensor hab ich da gesatern zufällig bei Conrad einen gesewhen
der schon fast alles in einem Gehäuse mitbringt (Vorallendingen den
Verstärker) uhnd das Meßsignal als Spannungswert ausspuckt.Der
Stromverbrauch liegt bei 5mA und iats also nicht kritisch.

Nur der Preis ist natürlci hetwas gehoben aber 22€ (Woanders
gibbet den bestimmt noch billiger.Conrad ist eben ne Apotheke) sind
nicht die Welt.

Aber für ne Kursspeicherung fehlt da nochwas.

wenn gps ausfällt dann müßteste mit Windgeschwindigkeit und Kompas
arbeiten.

wie sihts denn damit aus ?

Autor: Wolfgang (Gast)
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Habe erste Erfahrungen mit MSP430F133 gemacht (Preis 6€). Er könnte
deinen Vorstelllungen entsprechen. Er enthält u. a. einen 12 Bit
AD-wandler für 8 Eingangskanäle. Zusammen mit einer Smart Media  Karte
(Speicherkapazitäten 32MB...512MB erhältlich) verwende ich ihn zur
Aufzeichnung eines EKG(Herzströme) Signals.
Das batteriebetriebene Gerät nimmt z. Zt. ca. 1-2mA (kann mit
ausgefeilter Programmierung bis µA Bereich gedrückt werden) bei 3V
auf.
Die Smart Media Karte wird zur weiteren Auswertung mit dem Computer
ausgelesen.
mfg
Wolfgang

Autor: mazzi (Gast)
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Ich melde mich wiedermal.

Ich habe nun schon einen grossteil der Bauteile bestimmt. Nun fehlt mir
noch der Speicherbaustein. Da ich ca. 4MByte an Daten pro Flug
gebrauche, fällt mein Speicher nicht gerade klein aus, wenn ich ca 5-10
Flüge abspeichern möchte. Nun stehe ich ersten vor der Wahl welche
Speicherart ich benützen möchte. Und zweitens dann vor der Qual der
Wahl welches spezifische Bauteil ich einlöten soll. Ich habe mal hier
im Forum rumgeforscht und einige Interessante Ansätze gefunden(Flash,
SRAM, SMC, CompactFlash). Da ich aber keine grosse Erfahrung besitze
mit solch "grossen" Datenmengen wäre ich hier wiederum froh um eure
Erfahrungen.

@Ratber: Mir ist es auch ein Rätsel warum die Druckhöhe verlangt wird,
aber ich kann es nich ändern. Die GPS-Höhe ist ganz klar genauer als
die von vielen Komponenten beeinflussbare Druckhöhe.

Für die Kursberechnung gibt es etliche Formeln. Wenn jedoch das GPS
ausfählt, was im Normalfall nicht auftreten sollte, funktioniert mein
Logger natürlich nicht mehr. Dies ist aber der schlechteste Fall...

Autor: Crash (Gast)
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@Ratber:
Sehr gut! Will man Drucksensoren für Höhenmessungen verwenden, so muss
man sich Gedanken machen, Kaltlufthoch, Warmlufthoch, Kaltlufttief und
Warmlufttief, sowie Mischlagen die in der Regel die geringsten
Abweichungen liefern.
Ich konnte mal Messdaten diesbezüglich betrachten und die oben
genannten Wettererscheinungen verursachten eine Abweichung von bis zu
500m, mit Drucksensoren.

Warum das so ist?
Jeder benutzt den Wert, aber viele wissen gar nicht, das er nur eine
Definition der Amerikaner ist. Die 1013,25 hPa oder besser 30? inHg bei
Null Meter zu einer festgelegten Temperatur ist falsch!
Dieser Standarddruck bezieht sich auf eine Mittelung übers Jahr gesehen
und wohl auch nicht überall.

Viel Spass beim Algorithmus! Oder zu zwängst den anderen dein Teil auf,
dann liegen natürlich alle relativ gesehen falsch bzw. richtig (kurz
Flightlevels).

Autor: Ratber (Gast)
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@Crash

yo,deswegen kann der Logische Teil meines Hirn's das eben nicht so
leicht verdauen. gg
Ich hab ja ab und an das Vergnügen bei meinem "Kosäng" mitzufliegen
(Is Kunstturner....äh...-Flieger) und hab deswegen die tollen Druck-
und damit Anzeigesprünge von diesen alten Barometrischen Höhenanzeigern
im Kopf wenn wir in der nähe der Alpen sind oder auch nur einfach mal
400km geradeausfliegen weil nen neuer Motor eingeflogen werden soll.

Sei es drum.Ich kann nicht in die Köppe der Kommisionen reinsehen welch
alte Hirngespinste aus der Kalten Kriegzeit da noch umherschwirren und
nur schwer zu entfernen sind.

Die Höhe geht eben nicht also gehts ebennicht fg

@mazzi

Aha,also Position ist erlaubt und nur die Höheninformation darf nicht
aussem GPS gezogen werden.

Etwas Schitzo aber ich  hab mich ja weiter oben schon damit
abgefunden.

Da kann man ja froh sein das da nicht noch mit ner Art Lot gearbeitet
werden muß sfg

Autor: Crash (Gast)
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@Ratber:
lol, schön, du fliegst mit Motor.
Kunstflieger sind wohl die Segler auch, schon eine Kunst, dass man sich
traut in so ein Teil reinzusetzen. Bei Kolbenwürgern wäre mir schon
unwohl - Wasser im Tank, Treibstoff gefriert...
Fliegen die eigentlich mit Transponder? Glaube nicht, habe vor kurzem
einen Unfallbericht gelesen, 2 in der Luft zusammengekracht. Wäre wohl
sinnvoller wenn er einen Transponder bauen würde, aber dann Schrein die
Fluglotsen.

Ich kann mir schon denken, warum die Kommision das nicht haben will.
Die leben halt noch hinterm Mond. Ist ja auch gar nicht so lange her,
dass die Auflösung der GPS-Empfänger wesentlich verbessert hat. Sollte
ihnen mal jemand sagen. Aber beim Segelflugsport haben sie noch ihre
Bräuche. Wie war das gleich nochmal: Im Winter sind die Berge höher
:-)
Mit GPS aber net.
Vielleicht haben sie auch nur Angst, dass die Amerikaner an der
Genauigkeit vom GPS schrauben, wenn ein Landsmann in der Luft ist.

Ich freu mich jedenfalls auch schon auf das europäische
Satelitensystem, wenn es denn jemals kommen wird. Vernünftig wäre es
jedenfalls oder es gibt StarWars.

Autor: Ratber (Gast)
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Das EU-System kommt auf jeden Fall und die Amis sind schon mächtig sauer
weil se

a: nicht drann verdienen.
b: es genauer ist als das ire (Is neuer also meist auch besser)
c: Das System auf Globaler weite eine konstannte volle auflösung bietet
unabhängig von Militär oder sonstigem.Kurzum immer zu 100% da.

Zu C.

Dh. natürlich auch das die Leute aus der "Achse des Bösen" jederzeit
das System nutzen können.
Aber selbst wenn nicht gibt es noch zig andere möglichkeiten also ist
es am Ende egal.

Zum Rest:

Innem Segler bin ich bis jetzt nur wenig geflogen aber es macht spaß.

Leider fehlt es immer an Zeit und am Geld um sich zu entfalten.

Autor: Crash (Gast)
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Gleich boxt Klitschko und ich habe noch Info zum GPS und Höhenmessung.

Hab in ein GPS Forum geguckt und dort wurde das ganze auch schon
durchgekaut. Was ich auf die kürze behalten habe ist, dass es
prinzipiell schon möglich ist, aber wenn man mit GPS-Mäusen arbeitet,
dann benötigt man eine GOEID zur Korrektur und auch damit noch nicht
wirklich genau, da manche (die wenigsten) Mäuse mit GEOID arbeiten,
aber die GOEID auch nicht an jedem Ort gleich ist. Da wird
weltweit/national gemittelt und somit entsteht auch ein
dementsprechender Fehler. Die meisten Mäuse berücksichtigen die GEOID
jedenfalls nicht (Ratte soll es können) und sind somit gänzlich
ungeeignet für die Höhenmessung.

Zu Punkt C:
Wird wahrscheinlich die Rechtfertigung für den nächsten Überfall der
Amerikaner. Da die Terroristen ja jetzt.... Scharrn halt wieder.

Autor: Ratber (Gast)
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Und was ist mit Katze und Hund ? ;)

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