Nybörjare - allmänt ang. strömförsörjning/säkerhet

[nausea]

Ny på forumet, pluggar elektronikdesign (civ. ing. vid Linköpings Universitet) men tänkte ändå höra på forumet om några frågor innan jag börjar pilla med uC's (tänkt pilla med AVR:s).


Jag har några projekt på g som ska drivas på batterier. Tänker uteslutande använda standard AA batterier av flera anledningar, priset och tillgängligheten främst.

Jag har aldrig tidigare använt mig av uC eller andra "känsliga prylar" utanför reglerade lab-förutsättningar, så jag har några frågor om säkerhet, stabilitet osv osv.

1. Jag vill använda så få komponenter som möjligt. Jag har tänkt använda helst 2-4 AA batterier, detta ger en spänning på 3-6 V. Jag antar att det är väldigt ostabilt att använda 3 st(4.5V), vet inte om detta dels är i lägsta laget för att driva uC, men jag antar att batterierna rakt in på uC blir på tok för ostabilt vid olika belastning osv ?

Jag har kollat runt lite på regulatorer osv. och det verkar som att 7805 eller dyl. används en del? Jag antar att en sådan skulle ge en stabil matning ? Är detta en tillräckligt "enkel" lösning, med tanke på att jag endast har 3-6V från batteriet, och de flesta kräver 7-10V in? Måste man då köra nån step-up historia (om det ens går) eller lösa det på något helt annat sätt?




2. Vilka andra prylar bör man ha i åtanke ? Läst att en kondensator mellan vcc/gnd på uC rekommenderas? Några andra saker att tänka på?



Allmänna tips & kommentarer varmt välkomna!


Ps. Sorry om detta är fel ställe för frågan, hittade inget mer passande.

[cyr]

Vilken uC?

Finns många som klarar sig på allt från 2V till 6V, och som drar väldigt lite ström.
Finns nog ingen anledning att ha en regulator, kör med 2 eller 3 AA och en liten
avkopplingskonding nära matningspinnarna så är du nog klar.

MSP430 kan vara en familj att kika på om du vill göra strömsnåla batteridrivna saker.

edit: Är visst blind, AVR stod det ju.

Många AVR är specade för 2,7V - 5,5V, så 2-3 AA funkar fint där också.

[nausea]

Tack för svaret!

har främst tittat på 2313 och attiny 25/45.

Om jag specifierar mig lite på mitt första projekt:

Ska driva.. 10 x 5 LED:s. Dessa skall gärna lysa så starkt som möjligt (inga 3w prylar eller så, men räknar med 15-20mA / LED).

Hade tänkt köra 10 åt gången, o växla mellan de 5 olika med lite div. mönster osv. 10*20= 200mA. Jag minns faktiskt väldigt lite från div. kurser där man pratat om batterier och hur de beter sig vid större belastningar, men hur höga strömmar brukar generellt vara ok att dra från ett par AA:s utan att de beter sig underligt / tar skada?

[thepirateboy]

Lågvoltsvarianterna av AVR är specade till 1,8 - 5.5 volt, så två AA är inget problem. Om du behöver stabbad spänning beror helt på hur kringutrustningen ser ut. Ett enkelt alternativ kan vara, om man behöver stabbad spänning, är att använda tre AA och en 3,3 volts LDO regulator.

[Mindmapper]

Att använda batterier utan stabilisering är inte att rekommendera. Om strömförbrukningen varierar kommer spänningen från batteriet att öka/minska pga batteriets inre resistans. Är dina prylar inte med starkt varierande ström/transienter fungerar det.

Spänningsstabilisering med stepup/stepdown beroende på spänning från batteri och kringkretsar är att rekommendera. Linjära stabbar typ 7805 är bland de sämsta att använda, om man använder linjära stabbar använd LDO-typ. Avkoppling enligt fabrikanternas rekomendationer av dessa. I övrigt avkoppling med ca 0,1uF vid så gottsom varje krets.

Utan dessa är 4,5V att rekommendera då många MCU inte vill ha spänning över 5,5V. Titta i databladet är alltid en nödvändighet på grund av en mängd andra skäl också.

[nausea]

så den säkraste/mest allmännt gångbara lösningen är att köra säg 3AA = 4.5V o sen en LDO (någon som har lust att förklara/länka skillnaden med en LDO? ) ner till 3.3V?

edit "I övrigt avkoppling med ca 0,1uF vid så gottsom varje krets." hur menar du med vid varje krets? Ska varje slinga ha en konding eller hur var detta menat?

[vfr]

så den säkraste/mest allmännt gångbara lösningen är att köra säg 3AA = 4.5V o sen en LDO (någon som har lust att förklara varför LDO? ) ner till 3.3V?

För att spänningsfallet blir för stort på en icke-LDO, t.ex 7805. Dessa har ca 2,5-3V spänningsfall.

edit "I övrigt avkoppling med ca 0,1uF vid så gottsom varje krets." hur menar du med vid varje krets? Ska varje slinga ha en konding eller hur var detta menat?

Nu vet jag inte riktigt vad du menar med "varje slinga". Tanken är iallfall att alla matningar hänger parallellt, men vid (nära) varje krets så sätter man en 0,1uF som avkoppling för just den kretsen.

[nausea]

Alright, ja det låter ju logiskt... Tack.

Skulle 3V fungera lika bra som 3.3V? Hittar inte någon specifik som verkar klara av inspänning under 4.7~ V. Sedan vill man väl ha lite marginal om spänningen sjunker antar jag? 4 batterier (6V) kanske är minimum trots allt?


Någon som rekommenderar en viss tillverkare eller är det strunt samma? Hittat en viss LD1117 på elfa som verkar rimlig.. Skulle helst inte punga ut mer än 10-20 spänn, men behöver inte så många så det kan väl gå ann, om inga billigare förslag finns?

Några specifika kondensatorer som är att föredra till dessa ändamål? Kan säkert hitta några liggandes i skolan, men är det noga med att ha en viss typ/kvalitet på dessa?



Sammanfattningsvis så:

Kör antagligen 4 AA, 6V. Regulator med 3.3(eller 3)V, kondensatorer vid alla matningar (i mitt fall en vid uC och en vid min/mina transistorswitch)

[cyr]

Om du kan köra med 3,0V beror på vilket chip du ska köra med (kolla datablad!), för 2313 ska det funka bra.

LDO som klarar < 1V drop ska det finnas gott om...

edit: t.ex: 73-055-68

[thepirateboy]

Vet inte hur mycket man kan ta ut ur ett AA, men det är nog bara att testa och se hur mycket spänningen sjunker vid belastning.
Man kan koppla in en stor kondensator parallellt för att hjälpa batteriet att leverera ström.

LDO regulatorer fungerar med mycket liten skillnad mellan in- och utspänning.
http://en.wikipedia.org/wiki/Low_dropout_regulator

Denna har drygt 1 volt dropout voltage, så kör du 4 AA är du på säkra sidan.
http://www1.elfa.se/elfa~se_sv/go.jsp?s ... =73-067-85

[nausea]

alright, tack!


kvarvarande funderingar då:

har jag förstått det rätt med kondensatorerna? vilken typ är bäst för ändamålet?

hur stor marginal bör jag ha för att spänningen inte ska sjunka under min värdet för regulatorn? om den vill ha minst 4.75V, är det tryggt med 6V då? eller kan spänningen sjunka mycket mer ? (tänkt belasta med 0.2A i detta fall, annars kanske upp mot 0.5 max)



edit: Okay tack.. Kan väl för skoj skull mäta upp det vid tillfälle. Om någon testat med billiga skitbatterier vore det trevligt att höra vad dom mätt upp


hur stor kondensator skulle man kunna tänka sig då? vore ju kul att mäta o se hur stor hjälp det skulle kunna vara

[cyr]

Keramiska eller plastkondingar funkar bra.

Angående batterierna så är det nog säkrast att mäta, men google funkar kanske också:

http://data.energizer.com/PDFs/BatteryIR.pdf

Enligt ovan så är inre resistansen i storleksordningen ~200mOhm för ett vanligt alkaliskt batteri.

Det skulle i så fall betyda ~0,1V drop per cell om du drar 500mA... När batterierna är färska.

[thepirateboy]

Du kan räkna ut hur stor kondensator du behöver (har inte formeln i huvet).
Det beror förstås helt på hur du tänker pulsa dioderna, kondensatorn måste hinna laddas upp också.

[nausea]

alright. hehe yeah jag har inte hunnit googla än, SÅ kritiskt är det inte ännu.. om spänningen skulle sjunka för mycket dock, antar jag att uC och div. bara slocknar?

det verkar trilla på 4AA samt ev. ovanstående länkad regulator.. Går det för övrigt att pilla i dom där yt-pinnarna i labplattor? Kommer förmodligen i de flesta projekt inte orka knåda ihop ett PCB.

[cyr]

73-055-68 går utmärkt att peta ner i en labb-platta...