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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Batterieversorgung auch bei Kälte?


Autor: Stomper (Gast)
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Hi Leute,

ich hab mir einen TempLogger gebastetl, der Messwerte aufnimmt und dann 
per RS232 ausgeben kann - so weit so gut.

Versorgt wird die Schaltung durch einen 9V Block.

Heute hab ich das erste mal getestet den Kühlschrank zu messen, doch 
leider war nach 4 Stunden schluss.

Restspannung der Batterie - 3,1 Volt.

Ich hab extra ne teure genommen, aber 4 Stunden erscheinen mir recht 
kurz.

Liegt das an der Kälte?

Kann ich die Stromaufnahme der Schaltung messen, nur mit Voltmeter und 
Labornetzteil?

Mein teures Voltmeter ist z.Z. kaputt und das billig kann nur Spannung 
messen.

Irgendwie kann man doch nen Vorwiderstand die abfallende Spannung messen 
und rechnen, weiß nimmer genau wies geht.

Gruß
Stomper

Autor: Stomper (Gast)
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Hehe, ok also die Stromaufnahme konnt ich messen. Hab ganz vergessen das 
das Labornetzteil auch die Stromaufnahme anzeigt.

Meine Schaltung braucht relativ konstant 40 mA - wie lang hällt da ein 
9V Block? Wieviel mAh hat der? (Alkaline)

Gruß
Stomper

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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Na ja, dann stimmen doch die Angaben der Hersteller. So ein 9V Block hat 
so seine 150 bis 160mA/h.

MW

Autor: Klaus (Gast)
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Eine Alkali 9V Batterie hat ca. 500mAh.
Also rechnerisch gute 10 Stunden.
40mA Entladestrom dauerhaft ist ziemlich hoch, also eher weniger 
Stunden.

Akkus haben deutlich weniger !

Sehr teure Lithium-Batterien haben mehr Kapazität.


==>  Lösung :
Ein Steckernetzteil 9V verwenden, dünne Schnur einfach zwichen Türgumme 
einklemmen, das sollte gehen.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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40 mAh -- viel zu viel für eine ernsthafte batteriebetriebene
Anwendung, und erst recht für eine 6LR61.

Geh' mal davon aus, dass es eine LR6 vielleicht auf 3 Ah bringen
würde (leicht mehr, als die derzeit größte NiMH bei gleichem
Formfaktor), dann würden 6 LR6 deine Schaltung gerade mal drei
Tage lang versorgen können.  Bisschen gugeln hat mir 580 mAh als
Beispiel für eine 6LR61 gebracht, das wären 14 h für deine
Schaltung (falls sie mit der Entladegrenzspannung von 5,4 V noch
arbeiten kann).

p.s.: Bei Kälte nimmt die entnehmbare Kapazität so ziemlich aller
Batterien ab.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Klaus wrote:

> Sehr teure Lithium-Batterien haben mehr Kapazität.

...verkraften aber in den gängigen Baugrößen keine derartigen
Entladeströme.  Li-Zellen sind eher für langandauernde
Niedrigstromentladung konzipiert.

Autor: Stomper (Gast)
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Mmm, dann müsste ich den Stromverbrauch senken.

Ich hab eine LED, die könnte ich schon mal abschalten, was kann man noch 
tun?

Is eigentlich nicht viel drann, Atmega8, TempSensor, Quarz mit 3,64 
irgendwas ihr wisst schon.... MHz.

Batterie in was warmes einpacken? Könnte helfen oder?

Gruß
Stomper

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Stomper (Gast)

>ich hab mir einen TempLogger gebastetl, der Messwerte aufnimmt und dann
>per RS232 ausgeben kann - so weit so gut.

>Versorgt wird die Schaltung durch einen 9V Block.

Versorgung aus einer Zelle

>Heute hab ich das erste mal getestet den Kühlschrank zu messen, doch
>leider war nach 4 Stunden schluss.

Bei Kälte geht die Kapazität normaler Batteriern MASSIV in den Keller.

>Meine Schaltung braucht relativ konstant 40 mA - wie lang hällt da ein
>9V Block? Wieviel mAh hat der? (Alkaline)

Siehe Link oben. Und wie bereits gesagt, 40mA sind viel zuviel für so 
eine Anwendung.

Ultra low power
Sleep Mode


MfG
Falk

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Nur für eine kurze Zeit einschalten, messen, wieder schlafen gehen.

Ich vermute, der Sensor ist der übliche Billigkram (temperaturabhängiger
Widerstand KTY...), ja?  Dann müsstest du den Spannungsteiler an einen
Ausgang des Controllers hängen, damit du ihn ebenfalls abschalten 
kannst.
Falls es ein aktiver Sensor ist, kann man die meistens auf ihre Weise
schlafen legen.

40 mA klingt dennoch viel.  Zwar ist der ATmega8 nun nicht gerade der
Stein der Weisen, was das Energie sparen angeht, aber er sollte bei
Vcc = 5 V nur 5 mA brauchen (ein ATmega88 würde sich mit 3 mA begnügen).
Für < 4 MHz könntest du ihn auch mit nur 3 V laufen lassen, so dein
Sensor das abkann.

Vermutlich wirst du auch noch einen stromfressenden 7805 spendiert
haben statt eines modernen Reglers.  Dann hilft natürlich selbst der
beste Schlafmodus nicht mehr.  Ich würde an deiner Stelle mit 3 x
LR03 arbeiten und den Regler ganz weglassen.

Autor: Stomper (Gast)
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Ja, ich hab mir mal die Stromspartipps durchgelesen, die Falk Brunner 
gepostet hat.

Hab alles falsch gemacht :-D

7805, Spannungsteiler, 2 Leuchtdioden.... etc.

Hab mal alle Leuchtdioden aus gemacht, jetzt braucht die Schaltung nur 
noch 20 mA.

Besser als nix, werd mal ne Version 2 von dem Dingens bauen müssen und 
die Stromaufnahme verbessern.

Also danke für die schnelle Hilfe.

Gruß
Stomper

Autor: Andy (Gast)
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wir hatten mal einen Vertreter von Varta bei uns in der Firma gehabt. Er 
hat mal nebenbei gesagt, dass die ganzen Hochleistungsakkus LiPo, Li-Ion 
nur oberhalb der 0°C-Grenze einsetzbar sind. Für tiefere Temperaturen 
würden sich eigentlich nur die NiCd-Batterien/Akkus eignen. Die nebenbei 
gesagt technologisch weiter entwickelt werden, soll heißen, die werden 
weiter entwickelt und sind halt für andere Bereiche gedacht, wie gesagt, 
tiefere Temperaturen.

Autor: Gast (Gast)
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Zetex ZLDO500 für die Spannungsversorgung ...

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Gast wrote:
> Zetex ZLDO500 für die Spannungsversorgung ...

Was wäre der Vorteil gegenüber der Direktversorgung mit 3 x LR03?

Autor: Winfried (Gast)
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5 Volt ist eh Käse, wenn man Strom sparen will. Wenn es irgendwie geht, 
besser auf 2-3 Volt runtergehen. So eine Schaltung kann man - geschickt 
designt - auf weniger 100 uA Stromaufnahme runterbringen. Auch mit einem 
Atmega8. Die meiste Zeit darf der doch schlafen.

Autor: ??? (Gast)
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R = I / U

+ --+-10 Ohm-+--Schaltung---- -
    |        |
    +--(V)---+

Autor: ARM-Fan (Gast)
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>R = I / U

Au weia...!

Autor: Zacc (Gast)
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Haare-rauf..
20mA in Leuchtedioden ? Eine moderne High brightness LED im 1206 
Gehauese bringt 100mCandela bei 130 Grad Winkel und blendet noch mit 
einem 7.5K Widerstand an 5V. Das waeren dann noch 400uA.
Wenn man die diversent Tips ausreizt ...
Stromsparmodi am AVR, Lowpower Switcher um die Spannung zu nutzen, UART 
Treiber mit enable abschalten, kommt man auf unter 1mA fuer Alles.

Autor: Zacc (Gast)
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Der TPS62056, ein 3.3V Switcher von TexasInstruments zieht im Burst mode 
noch 12uA, hat eine Eingangsspannung von bis 10V, waere ein Anfang. Es 
gibt da noch andere. Waerend dem Sleep koennte man bei gewissen Typen 
sogar auf 1,8V runter. Das ist auch eine Frage der Peripherie, ob die 
das mitmacht.

Autor: @ ??? (Gast)
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R = U/I Fragst morgen einfach deine Lehrerin nochmal vor dem Unterricht.

Autor: Thilo M. (Gast)
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Meine Garmin-GPS-Anleitung sagt: bei niedrigen Temperaturen 
Lithium-Zellen vewenden (dieMignon (AA) - Teile).
Zusammen mit niedrigem (siehe Jörg Wunsch, <5V geht auch) Stromverbrauch 
sollte das 'ne Weile länger halten. ;)

Autor: Dirk S. (fusebit)
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Ich habe einen T-Logger mit dem SHT11, einem Tiny2313, einer LED und 
EEPROM aufgebaut. Versorgung direkt aus 3 Mignonzellen, Stromverbrauch 
unter 1 mA.

Wie schon oben gesagt, kein Spannungsregler usw. und die Taktfrequenz 
weit runter.

Der MAX232 ist natürlich nicht mit auf der Loggerplatine.

Autor: Stomper (Gast)
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Also erst mal vielen Dank für die ganzen Antworten.

Nun, ich denk ich muss mal was klarstellen:

Der T-Logger ist an genau einem Nachmittag entstanden, von der Idee bis 
zur Funktion am Abend... soll heißen ich hab mir 0 Gedanken gemacht wie 
man wo was sparen kann und wie man das optimiert.

Aber desswegen hab ich ja mal die Frage hier gepostet :-)

Und nun bin ich schon mal um einiges schlauer. Sollte es je eine 2. 
Version geben werde ich da einiges nach euren Ratschlägen verbessern.

Für meine Zwecke (Kühlschrank mal überwachen) hat es völlig ausgereicht 
und nachdem ich ne superfrische 9V Batterie genommen hab und alle LEDs 
aus gemacht habe gings einwandfrei für 12 Stunden.

Also vielen Dank für die ganzen Tipps.

Gruß
Stomper

Autor: dachs (Gast)
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Und wieso fuehrt man nicht nur den Sensor in den Kuehlschrank und 
versorgt die Schaltung dann aus einem Steckernetzteil?

Matth

Autor: Winfried (Gast)
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Kennst du noch nicht die Kühlschrankspione, die heimlich fremde 
Kühlschränke überwachen mit in Tupperdosen eingebauten Schaltungen ;-)

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