Stromversorgung step up oder step down?

  • Hallo zusammen,
    Ich habe momentan das Problem das ich einen Mikrocontroller (Attiny84 8Mhz), ein GSM Modul und ein Mosfet mit Strom versorgen muss.
    Vorort ist kein Strom verfügbar, also benötige ich Akkus.
    Erschwerend kommt hinzu das der Akku dann Temperaturschwankungen ausgesetzt ist.
    Auf wie viel Mhz muss der Attiny getaktet sein so das softwareserial korrekt funktioniert?
    Die verwendete Baudrate beträgt 9600, die aber leider nicht veränderbar ist.
    Der Attiny84 mit 8Mhz benötigt mindestens 2.7V das GSM Modul benötigt mindestens 4.8V.
    Die ganze Schaltung braucht im Standby nur ~1µA.
    Überschlagen würde ein 600mAh Akku 25000 Tage halten, das Problem ist nur das es Lipo Zellen mit 3,7V gibt oder mit 7,4V.
    Ich habe schon mit einem Step down hantiert, und blöderweise braucht der step down von 7,4V auf 5V ganze 4mA. :-/
    Welche anderen Alternativen gibt es noch für mich?
    und welche Akkuart sollte ich am besten verwenden?

    A: Was ist dein dunkelstes Geheimnis?
    B: Das kann ich dir nicht sagen.
    A: sudo was ist dein dunkelstes Geheimnis?

  • Ich würde lieber einen stepdown wählen, belastet den Akku weniger, also 7,4V
    Der Atmel sollte 16x Baud haben, also bei 9600 Bd ist alles drin ab 160 kHz, also auch 1 MHz intern 8 + div8

    Das größte Problem auch wenn der Atmel schläft leert der Stepdownwandler, ein Linearregler geht auch und da gibt es sparsame, die Frage ist nur wie oft ON wie oft OFF

    Bei mehr ON spart der Stepdown mehr.
    Bei mehr OFF spart der Linearregler mehr.

    Es gäbe ja die Möglichkeit den Stepdown auch abzuschalten und eine Abschaltung für den Linearregler und je nach dem das eine oder das andere zu nutzen, nur müsste dann der Einschaltbefehl nicht aus dem Atmel kommen, der ist ja unversorgt, aber eine RTC DS3231 kann das übernehmen, die wird im Alarmregister programmiert vom Atmel, der Atmel schalte Power off und geht schlafen.
    Die RTC drückt dann den powerON Knopf und startet die Spannungsregler.

    20nA Standbystrom
    https://www.mikrocontroller.net/wikifiles/f/f0…istortester.png

    übrigens Langzeit Energiehaltung, Li Akkus sind doch dafür nicht geeignet.

    Eneloops haben nach einem Jahr noch 80% iher Ladung, kein Li Akku ist bei mir nach einem Jahr nutzbar.

    3 AAA 800mAh oder AA Zellen 2000mAh auch mit Lötfahnen oder im Halter wären doch optimal und leicht und billig zu laden und nachzukaufen, spart den Regler weil der Spannungsbereich von 4,5V bis 2,7V am Atmel direkt nutzbar ist.

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

    Einmal editiert, zuletzt von jar (12. Februar 2016 um 17:38)

  • Hi,
    ich würde da zwei 18650er nehmen ... ist zwar mehr ein Bauchgefühl, aber ich denke halt dass ein "runterziehen" effektiver ist als ein Aufblasen der Spannung.
    Bleibt die Ladelogik für die Akkus ... aber da würde ich ein Ladegerät aus der Bucht nehmen. Selbst basteln ist imho zu aufwändig ( und, je nach Akku, auch nicht unbedingt ungefährlich ;) ).
    Allerdings sind halt zwei von den Dingern wieder ziemlich "raumgreifend" ;)

    //EDIT:


    ...
    übrigens Langzeit Energiehaltung, Li Akkus sind doch dafür nicht geeignet.
    ...

    ah - siehste ... wieder was dazugelernt :thumbs1:


    cu,
    -ds-

  • Ich würde mich jars Meinung bzgl. der Akkus anschließen. Allerdings würde ich an die Energieversorgung anders heran gehen. Gibt es den Tiny84 auch in der "V" Version? Damit läuft er bis 1,8V stabil. Ich nutze in meinem Briefkastenprojekt den Tiny85V. Der wird direkt an 2 Eneloops betrieben und steuert dann einen Stepup (und ein bisschen Stepdown) Regler, der seinerseits den ESP versorgt. Den gibt es auch in einer 5V Version. Diesen habe ich leicht modifiziert. Hier habe dazu etwas geschrieben:

    Neueinsteiger
    7. Juni 2015 um 17:44

    Der Stromverbrauch ist absolut minimal. Die beiden Eneloops sind seit 09/2015 im Einsatz und haben noch etwa 50% Leistung.

  • Danke für die vielen Antworten :thumbs1::danke_ATDE:
    Ich habe jetzt noch eine viel bessere Möglichkeit gefunden :D
    4 Eneloops mit insgesamt 2000mAh versorgen direkt den Attiny84.
    Da das GSM Modul unter 4V Eingangsspannung schlapp macht schalte ich davor ein Step up .
    Da das GSM Modul nur im Alarmfall per Mosfet eingeschaltet wird ist der Verlust nicht sehr groß.
    Der Attiny84 mit 1Mhz und Softwareserial funktioniert leider nicht, scheinbar wird Softwareserial erst ab 8Mhz unterstützt.

    A: Was ist dein dunkelstes Geheimnis?
    B: Das kann ich dir nicht sagen.
    A: sudo was ist dein dunkelstes Geheimnis?

  • nimm doch einfach einen billigen China nano328p oder micro 328p für unter 3,-€
    sind alles ATmega mit UART und fertig aufgebaut mit allem, kannst die ja sogar auf 1MHz setzen um Strom zu sparen

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • SoftwareSerial geht definitiv nicht mit 1Mhz. Der Tiny muss dafür mit 8Mhz laufen.

    Wie muss ich Deine Lösung jetzt verstehen? Läuft der Stepup ständig und nur das GSM Modul wird durch den Mosfet geschaltet? Oder schaltet der Mosfet den Stepup, der dann das GSM-Modul versorgt? Ich würde es so machen, dass der Mosfet den Stepup schaltet. Oder noch viel besser. Du nimmst gleich einen Stepup, den Du direkt mit dem Tiny I/O aktivieren kannst. Das spart den Mosfet. Mit diesem hier würde das gehen:

    Neueinsteiger
    23. Dezember 2015 um 13:11
  • Der Attiny84 schaltet dann im Alarmfall den Mosfet ein und versorgt das GSM Modul mit Strom, der vorgeschaltete Step up macht aus den 4,8V dann 5V um das Modul zu versorgen.
    Der step up braucht mindestens 3V, der Attiny84 mindestens 2,7V.
    Ich bleibe bei meiner Version mit dem Mosfet, da alles schon auf einem Nudelbrett verbaut ist und ich für ein Exemplar keine Platine bestellen möchte, und ein Platzproblem habe ich auch nicht :D

    A: Was ist dein dunkelstes Geheimnis?
    B: Das kann ich dir nicht sagen.
    A: sudo was ist dein dunkelstes Geheimnis?

  • Ach ... was mir grad noch so einfiel: das klingt ja so, als käme das Teil im Aussenbereich zum Einsatz. Hast Du mal überlegt dem Ding eine Solarzelle zum Laden der Akkus zu spendieren? Wird ja wohl nicht dauernd aktiv sein und GSM Verbindungen aufbauen.
    Nur mal so als Anregung ;)

    cu,
    -ds-

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