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Stromsparen mit Atmels

TeamElvis

Geocacher
hallo,

ich habe mit einem atmega48 eine "schaltung" augebaut, die ein lcd ansteuert. ausgeloest durch einen read kontakt wird dann am display ein countdown angezeigt und bei 0 ein weiterer port kurz aktiviert.

anfangs habe ich mit einem atmega16 experimentiert und dabei den quellcode des reaktivlichts als basis genommen. zumindest was den watchdog angeht.

das programm arbeitet jetzt interrupt gesteuert. in der pause routine wird der watchdog auf 8 sekunden gestellt und dann der powerdown ausgeloest.
der interrupt an int0 weckt ihn dann wieder auf. allerdings wird er nicht nach 8 sekunden wieder wach.

da der atmega48 deutlich guenstiger ist, hab ich dann mit dem weitergemacht. der wollte aber auf den powerdown gar nicht reagieren. der lief im prinzip einfach ueber den code hinweg. also nix mit strom sparen.
ich hab mich dann in die datenblaetter vertieft um zu verstehen wie den wdtcr zu setzen ist.
da aber das bit 3 nicht neben dem bit 2 fuer die dauer liegt, hab ich mich da erst mal ordentlich verhaspelt. dann noch die anderen bits richtig setzen usw.
nach diversen fehlversuchen hab ich mir ueberlegt, probier doch mal was bascom ganz ohne wdtcr macht. also einfach config watchdog=8192 rein und dann start watchdog und powerdown.
und siehe da, er bleibt wie gewuenscht nach dem powerdown aus und wartet auf den interrupt.
wie sicher kann ich mir nun sein, dass er wirklich schlaeft? ich hab gerade nochmal versucht wdtcr auszulesen. es wird 33 ausgegeben. das entspricht der einstellung fuer 8192 und alle anderen bits sind 0.

ich hatte den atmega 16 an 4 kleine zellen aus einem 9V block angeschlossen.
nach einem kurzschluss lieferten die nur noch um die 5 volt. ich hab die schaltung einfach mal liegen lassen. zwischendurch ging sie noch. jetzt geht sie auch noch, aber das lcd bleibt dunkel. es sind nur noch 2,3 volt.
das ganze ging so nur ein paar tage.
wieviel strom verbraucht den ein dauernd eingeschaltetes lcd display wenn es nichts anzeigen muss?
sollte ich das besser umbauen? so dass ich den atmega samt dem lcd durch einen tiny einschalte? dann braeuchte definitiv nur der tiny strom waehren auf die ausloesung gewartet wird.
 

KrasserMann

Geocacher
Das sind alles Fragen auf die es keine Grundsätzliche Antwort gibt,


1. Stromverbrauch des Atmel!

Der Vorteil der Sleepmodes hängt auch von der Tacktfrequenz und der Spannung ab.

Mann kann sagen, je kleiner der Takt und je niedriger die Betriebsspannung desto geringer auch der Stromverbrauch.

Der Ideale Stromverbrauch steht im Datenblatt

2. Stromverbrauch von LCD´s hängt sehr vom Typ ab, und dei Beleuchtuing ist der größte Stromfresser, im zweifel ins Datenblatt sehen.

Um zu testen ob der Atmel wirklich schläft würde ich einfach mal ein Messgerät nehmen und den Stromverbrauch messen.

Das kannst du auch mit dem LCD machen,


Messen beantwortet dir so ziemlich alle Fragen in der Elektronik ;)



EDIT:

Nimm Mignon Zellen, oder Micro Zellen als Energieversorger, die haben höhere Kapazitäten als 9V Blöcke.

Idealerweise betreibst du deine Schaltung nur mit 3V und mit internem Takt 128khz oder so dann verbraucht der proz fast nix. Das Display wird dann natürlich zu einem problem
es gibt displays für 3,3V (DOGM) die sind auch vom Stromverbrauch Super aber dann müsstest du schon 3 Batterien hernehmen um auf die Notwendige Spannung zu kommen.
Ich würde es auf jeden fall über den Atmel abschalten wenn es nicht gebraucht wird.


Gruß Martin
 
OP
T

TeamElvis

Geocacher
das display ist natuerlich ohne beleuchtung. lt. datenblatt sind es nur ein paar mA.
im wald soll die schaltung nachher mit 4 d zellen laufen. weil unter 4,5 volt geht das display gar nicht.

das einschalten des displays hab ich schon versucht. das wollte gar nicht klappen. aber vielleicht probier ich das jetzt nochmal nach dem es ansonsten ja funktioniert.

wich hab nur so ein ganz einfaches messgeraet voltcraft 401. kann ich damit den verbrauch messen und wenn ja wie?
 

Millhouse

Geocacher
TeamElvis schrieb:
das display ist natuerlich ohne beleuchtung. lt. datenblatt sind es nur ein paar mA.

9V Batterien haben einen Kapazität ca. 500-600mAh. Wenn deine Schaltung insgesamt 10mA verbrauchen würde, so kann die Batterie für etwa 600mAh/10mA = 60h Energie liefern. Das sind 2.5 Tage.

Alkalische D-Zellen haben etwa 20000mAh. Damit würde deine Schaltung etwa für 20000mAh/10mA = 2000h (=83Tage) laufen.

Du musst also mit deinem Messgerät die Stromaufnahme deiner Schaltung messen um die Laufzeit abschätzen zu können. Kann das Voltcraft keinen Strom messen, so geht das auch über den Spannungsabfall eines kleinen in die Zuleitung eingefügten Serienwiderstands. 1Ohm oder 10Ohm. Der Spannungsabfall am Widerstand kann aber deine Schaltung stören.

Zum Vergleich: Bei den Reaktivlichtern liegt die Stromaufnahme im Mittel unter 10µA. Das sind 0.01mA! Die laufen deshalb ewig und drei Tage.

Am besten ist es, das die Versorgungsspannung des LCD-Moduls abgeschaltet wird, wenn es nicht benötigt wird. Z.B. mit einem Transistor, der wiederum von dem Tiny angesteuert wird.

4 D Zellen liefern 6V. Hält das dein LCD-Display noch aus? Auch die Atmels sind eigentlich nur für 5.5V geeignet. 6V ist schon das absolute Maximum. Und neuere Batterien haben in der Regel noch etwas mehr als 1.5V.
 
OP
T

TeamElvis

Geocacher
hallo millhouse,

lt. datenblatt braucht das lcd display 3 mA. in der hoffnung, dass der atmelt aehnlich wenig strom braucht wie in den reaktivlichtern geh ich mal davon aus, dass der verbrauch sich dadurch nur unwesentlich erhoeht. er wartet ja nur auf den interrupt und tut sonst gar nichts.

bei 3,03 mA reicht das dann fuer 275 tage mit den d zellen. also genug zeit, eine sparsamere loesung auszutuefteln. wobei, alle 7-8 monate batterien wechseln, da koennte ich mit leben. kommt drauf an, wie der cache frequentiert wird, ob sich der aufwand lohnt.
 

Windi

Geoguru
TeamElvis schrieb:
ich hab nur so ein ganz einfaches messgeraet voltcraft 401. kann ich damit den verbrauch messen und wenn ja wie?
Stromaufnahme kann eigentlich sogar jedes billige 5 € Meßgerät.

Üblicherweise gibt es für die Messung der Stromaufnahme eine extra Buchse. In diese gehört das rote Kabel. Am Drehschalter musst Du dann "mA DC" einstellen. Am besten mit einem Meßbereich von 20 mA anfangen und ggf. auf 2mA runterschalten.

Das Meßgerät wird dann in die Zuleitung eingeschliffen (in Reihe geschaltet). Also ein Draht des Meßgerätes an die Batterie, der andere Draht des Meßgerätes an dasw Zuleitungskabel der Schaltung. Der andere Zuleitungsdraht der Schaltung bleibt direkt an der Batterie angeschlossen.

Jetzt muss die Schaltung funktionieren sonst stimmt was nicht. Und dann solltest Du ablesen können wieviel Strom das Teil zieht.
 
OP
T

TeamElvis

Geocacher
leider sind die messfuehler bei meinem steinzeit voltcraft fest verkabelt. es gibt eine einstellung mit mA (bis 200), aber wenn ich das geraet darauf einstelle und es in reihe in die stromversorgung schalte geht gar nix mehr.
es wird nix angezeigt, und die schaltung geht auch nicht.

muss ich wohl mal nen kumpel fragen, der ein etwas normaleres geraet hat.

welches 5 € geraet waere den zu empfehlen? am besten eines das ich bei reichelt bestellen kann. da hab ich schon wieder ein paar kleinigkeiten auf der liste :)
 

Swunn

Geocacher
TeamElvis schrieb:
es gibt eine einstellung mit mA (bis 200), aber wenn ich das geraet darauf einstelle und es in reihe in die stromversorgung schalte geht gar nix mehr.
Dann ist die Sicherung im Inneren kaputt. Glasrohr-Sicherung 200mA flink, würde ich mal tippen. Kauf gleich ein paar mehr, die gehen öfter mal durch.

Swunn
 

KrasserMann

Geocacher
Swunn schrieb:
TeamElvis schrieb:
es gibt eine einstellung mit mA (bis 200), aber wenn ich das geraet darauf einstelle und es in reihe in die stromversorgung schalte geht gar nix mehr.
Dann ist die Sicherung im Inneren kaputt. Glasrohr-Sicherung 200mA flink, würde ich mal tippen. Kauf gleich ein paar mehr, die gehen öfter mal durch.

Swunn

Aber nur wenn ihr immer im falschen messbereich messt ;)

aber 200mA solten fürn Atmel + LCD ohne Beleuchtung sicher reichen.
 

stonewood

Geowizard
Swunn schrieb:
TeamElvis schrieb:
es gibt eine einstellung mit mA (bis 200), aber wenn ich das geraet darauf einstelle und es in reihe in die stromversorgung schalte geht gar nix mehr.
Dann ist die Sicherung im Inneren kaputt. Glasrohr-Sicherung 200mA flink, würde ich mal tippen. Kauf gleich ein paar mehr, die gehen öfter mal durch.

Huch, das hab ich noch nicht geschafft.

Noch mal zur Klarstellung:
- Meßgerät auf 'DC-A' oder so, Meßbereich als ersten Wurf z.B. auf 200mA. Das ist dann aber auch der maximale Strom der durch das Gerät gehen darf! Meins geht runter bis 200µA, aber dann sollte der Strom auch so niedrig sein!
- Meßleitungen eventuell umstecken (bei einem meiner Geräte muß ich das umstecken, beim anderen nicht)
- Meßgerät in Reihe zur Last verkabeln.
- Polung beachten, die +-Leitung (meist rot) vom Meßgerät gehört an +, die - -Leitung (meist schwarz) an - (bzw. an die Last, die darüber an - hängt.

Also z.B:
+ --- (rot) Meßgerät (schwarz) --- Atmel --- -

Um das mal konkret zu testen kann man als Last auch einen Widerstand nehmen, bei 5V und einem 100 Ohm Widerstand fließen dann 50mA, also:
+ --- Meßgerät --- 100 Ohm --- -

Wenn man nur das Meßgerät an die Batterie anschließt ist ganz schnell die Sicherung hin. Und beim Umschalten der Meßbereiche immer die Meßschnüre abhängen, das mögen die Geräte grundsätzlich nicht gern.

Übrigens sind Ströme im mA-Bereich viel zu hoch: Eine AA-Zelle hat ca. 2000mAh und die ist bei 2 mA in 1000h leer - und das sind ca. 40 Tage.

Also: Kann das LCD direkt vom Atmel versorgt werden, und damit die längste Zeit ausgeschaltet bleiben? Bei Strömen im einige mA-Bereich kann Vcc direkt vom Atmel geschaltet werden (bis 60mA sind erlaubt).
 
OP
T

TeamElvis

Geocacher
es ist geschafft. jetzt schaltet der atmel auch das display ein und aus.
bei meinen ersten versuchen hatte ich die led noch paralell. jetzt wird sie bzw spaeter was anderes per optokoppler geschaltet.
daher stoert das einschalten der led auch nicht mehr das display. das war vorher eines meiner probleme. das display wurde bei jedem einschalten der led dunkler.
jetzt warte ich nach dem einschalten 100 ms und mache dann als erstes ein initlcd. klappt wunderbar :))
 

stonewood

Geowizard
TeamElvis schrieb:
es ist geschafft. jetzt schaltet der atmel auch das display ein und aus.
bei meinen ersten versuchen hatte ich die led noch paralell. jetzt wird sie bzw spaeter was anderes per optokoppler geschaltet.
Huch? Die LED und das LCD am selben IO/pin? Warum nicht beiden einen eigenen spendieren?
 
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