Svenska ElektronikForumet

Hej,
jag och en god vän håller på med ett projekt runt en atmega 128L som vi ska köra på 3.3 V och batteridrift. Just nu klurar vi på spänningsmatningen och tänkte att vi kanske kan få några råd här.

Först en teoretisk fråga, hur länge är det egentligen möjligt att hålla liv i en mikroprocesor av den här eller liknande typ med batteridrift? -Minsta möjliga effektuttag av mikroprocessorn men självurladdning av batteriet, förluster i spänningsregulator osv.
-Låt säga att man kan använda valfri batterityp men storlektsordningen 6xAA (vikt är ointressant), mikroprocessorn går i idle mode hela tiden, rumstemperatur. Vad ska man använda för batteri, vilken spänningsregulator och hur länge kan det bli?

Sen till det mer praktiska..
Vi har följande specifikationer finns så här långt:
*3.3V
*max strömuttag 250mA (vid trådlös kommunikation kommer totalt 150-200mA behövas under någon sekund ca 1gång per timme)
*batteridrift, batteri i storlektsordningen 6xAA (vikt är ointressant)
*Absolut lägsta spänningsnivå på 3V

Därefter tillkommer att budjeten begränsas av att vi är studenter båda två så några exotiska rymdprogramslösningar kan inte bli aktuella.

Förslag?

Skippa regulatorn, kör direkt på batterierna. Alternativt en stepup som kan suga ut det allra mesta ur batteriet.

"totalt 150-200mA behövas under någon sekund ca 1gång per timme" , ok - övrig tid då? vad skall systemet göra? Sova?

Vad finns det mer för prylar runt om?

Swech

För processorn så kanske STLQ50C33R är intressant.
För själva radiomodulen så hade en LM2937IMP3.3 tillsammans med en P-MOS före för kunna stänga av den.
Om ni vill köra på 6xAA.

Med rätt batteri är +10 år inga problem...

200mA låter som att det är bra drag i radion. Vad är det för radio?

Kör era 6*AA som 3S2P dvs ha tre batterier i serie och två sådana parallellt.
Det stämmer inom MEGA128L spänningsområde.
Fundera på hur lågt ni kan sänka klockfrekvensen för programmet, använd 32,768kHz kristallen som tidbas och styre till wake-up.
Sov så mycket som möjligt.
Sen så är ju inte MEGA128L någon särskilt strömsnål processor längre, eller har den mest strömsnåla moderna jämför med t.ex en Cortex-M0, men det vet ni säkert redan...

Inser att jag inte var helt tydlig med vad jag ville i mitt inlägg, första gången jag skrev här.. men säkert läst 1000ggr.

Försök till att göra det hela lite klarare:

*Övre spänningstaket glömde jag tydligen att nämna sist men det är 3.6V. Vilket betyder att vi måste hålla oss mellan 3.0-3.6V varför jag tror att det är uteslutet att köra utan spänningsregulator. Rätta mig om jag har fel.

*Med batterityp så funderar vi över vilka olika typer av celler man ka använda. Kan det kanske till och med finnas någon uppladdningsbar litiumvariant med tillräcklig låg självurladdning? 6xAA skrev jag bara för att ge en uppfattning om storleken vi snackar om men det berhöver inte alls vara AA-batterier. Det ska alltså vara nåt som man kan bära i handen och därför är ett truckbatteri på några hundra kilo uteslutet.

*max strömuttag 250mA och 150-200mA är grova uppskattningar. Endast sändaren sägs pika på 95mA, sen mikroprocessorn plus lite marginal. Tanken var bara att klargöra vilken storleksordning det handlar om, alltså <250mA. Finns det mycket att tjäna på att gå ner ytterligare så överväger vi förstås det.

*Lika bra att definera vad vi skulle tycka var en tillfredställande drifttid, vi tänker oss minst 3år men gärna mer om det är möjligt.

Lite svar:

Till Swech: Är det inte mer förluster i boostregulatorn? Ja, det är tänkt att systemet sover den mesta av tiden. Väcks av en extern low power klocka och gör mätningar flera gånger i timmen och sänder data ca en gång i timmen. Temperatursensorer och trycksensorer kommer att användas, dock inte bestämt vilken typ vi ska använda än. Till en början blir det provkörning med DS18S20 som låg o skräpade här.

Till Micke_s: Mycket intressant lösning, har också tänkt på det. Tack för tipset om STLQ50C33R, ska läsa på om den. Två regulatorer ger ju fördelen att man kan ha den stora utbytbar beroende på vad man hänger på runt om sen.

Till AndLi: Vilket är det rätta batteriet du pratar om? Vi kom över ett par såna här radiomoduler: http://cgi.ebay.com/2-x-2-4G-Wireless-n ... 3efa3a719c

Till limpan4all: Nej det där har vi inte alls koll på, valet av atmega128L blev egentligen för att vi kan atmega och avr-studio sen tidigare. Det blir så mycket nytt runt omkring iallafall och det finns inte tid eller intresse av att börja om från början med allting. Det skulle ändå vara intessant att få en uppfattning om hur mycket energi det finns att spara in på val av mikroprocessor även om vi kommer fortsätta på 128L nu. Det är svårt att jämföra eftersom det är så många faktorer som spelar in och dessutom är bara en bråkdel av programmet klart så här långt.

//chrilleman

ATMEGA128L och ATMEGA128 är EXAKT samma CPU men selekterade olika vid tillverkning.
Så en MEGA128L klarar den låga spänningen men är inte garanterad att klara 16MHz klocka utan endast 8MHz.
Dvs MEGA128L kan jobba med allt ifrån 2,7V tom 5,5V helt steglöst så med 3st AA celler så behövs ingen regulator alls.

Vad sätter gränsen till 3.0V? Radiochipet?

Kjell.com skrev: "Litiumbatterier
Litiumbatteriet skall inte förväxlas med Litiumjon eller Litiumpolymer-batteriet då detta ej är laddningsbart. De kan oftast bara användas i applikationer som är avsedda för litiumbatterier, beroende på deras högre spänning (3,0 eller 3,6Volt).
Litiumbatteriet används i klockor, kameror, miniräknare och i elektroniska apparater där man behöver en backup som är liten i förhållande till cellspänning och en låg självurladdning. Den låga självurladdningen ger litiumbatteriet en hållbarhet på mer än 10 år. Litiumbatteriet klarar över lag tuffa temperaturförhållande på mellan -20 - + 60 C. För vissa konstruktioner upp till mellan -60 - +85 C. Litiumknappceller innehåller ej tillsats av kvicksilver, kadmium eller bly."

Det du behöver hålla koll på är maxuttaget som varje cell klarar..
Om den bara är på 2 sec (och drar 200mA) per timme betyder det att den går 292 minuter per år.
Vilket alltså betyder att den gör av med ca 1Ah per år. Det är ungefär vad du hittar i ett CR123 batteri.

En Atmega i sleep med extern 32 kHz drar nån enstaka µA

Du måste räkna på urladdningskurvor också om du kör direkt från batteri.
http://www.candlepowerforums.com/vb/sho ... hp?t=67078