Áramfelvétel csökkentés

A meglévő hardware eszközök fejlesztési lehetőségei, módosítások, illetve új eszközök bevezetése
Avatar
rostasc3
Biztosítékgyilkos
Hozzászólások: 52
Csatlakozott: 2009. október 20. kedd, 6:00

Áramfelvétel csökkentés

HozzászólásSzerző: rostasc3 » 2012. december 30. vasárnap, 13:58

Sziasztok!

Tapasztalatokat szeretnék cserélni a következő témában: Készítettem egy eszközt, komplett, dobozolt, használatban van. Egy 328-as kontroller, egy óra ic (ds1307), egy sd kártya, egy (két) hőmérő (ds18x20), egy fényérzékelő, és a waveshield kapcsolása, ami egy d/a konverter meg egy erősítő. Ja, meg két stab. (5V és 3V3) kocka. Hangszórót működtet, négy ceruzaelem hajtja. Nyugalomban a nem használt eszközök, a hőmérő és az sd kártya (ezekről elfelejtkeztem) kivételével nem kapnak tápot , a 328-as pedig alszik. Így az összes áramfelvétel 3,6mA. amikor működik kb. 22mA. Azon gondolkodtam, hogy az itt felsorolt eszközöknek nem feltétlenül kell pont 5V, így esetleg megspórolom az 5V-os stab.kockát meg az ő fogyasztását, és szélesebb feszültségtartomány lehet az enyém, nem csak az az egy volt, ami az 5V-os stabilizátor és az elemek 6V-ja között van.

Mennyire járható út az, hogy stabilizálatlan feszültségről (elemről) működjön a 328-as (meg a d/a, meg a többi), mennyire éri meg az esetleges plusz szintillesztés?

Avatar
Robert
Elektronbűvölő
Hozzászólások: 9917
Csatlakozott: 2005. december 9. péntek, 7:00
Tartózkodási hely: Budapest
Kapcsolat:

Re: Áramfelvétel csökkentés

HozzászólásSzerző: Robert » 2012. december 30. vasárnap, 14:13

Az Arduino áramkört nem igazán az energiatakarékosságra találták ki.
Ami necces:
SD kártya feszültségigénye: 3..3.6V
AVR 2.7....5V közt, DE: 16 MHz 4.5..5.5V közt stabil, ez alatt max. 10 MHz!

A stabilizálatlan táp nem gond, ha nem belső RCtől, hanem külső kvarcról járatod.

Tipp: mi van ha nem működő esetben leküldöd pihenőbe? (Sleep)
A belső sleep függvényt használod. Mielőtt sleepbe küldöd:
- SD kikapcsol
- kimenetek lekapcsolása
- int láb élesítése

Hőmérőnek nincs áramfelvétele (uA), az SD 1-2 mA. A 7805 és a 3.3V 1-2 mA.

Kód: Egész kijelölése

#include <avr/sleep.h>

/* Sleep Demo Serial
 * -----------------
 * Example code to demonstrate the sleep functions in an Arduino.
 *
 * use a resistor between RX and pin2. By default RX is pulled up to 5V
 * therefore, we can use a sequence of Serial data forcing RX to 0, what
 * will make pin2 go LOW activating INT0 external interrupt, bringing
 * the MCU back to life
 *
 * there is also a time counter that will put the MCU to sleep after 10 secs
 *
 * NOTE: when coming back from POWER-DOWN mode, it takes a bit
 *       until the system is functional at 100%!! (typically <1sec)
 *
 * Copyright (C) 2006 MacSimski 2006-12-30
 * Copyright (C) 2007 D. Cuartielles 2007-07-08 - Mexico DF
 *
 *  This program is free software: you can redistribute it and/or modify
 *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
 *  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
 *  (at your option) any later version.
 *
 */

int wakePin = 2;                 // pin used for waking up
int sleepStatus = 0;             // variable to store a request for sleep
int count = 0;                   // counter

void wakeUpNow()        // here the interrupt is handled after wakeup
{
  // execute code here after wake-up before returning to the loop() function
  // timers and code using timers (serial.print and more...) will not work here.
  // we don't really need to execute any special functions here, since we
  // just want the thing to wake up
}

void setup()
{
  pinMode(wakePin, INPUT);

  Serial.begin(9600);

  /* Now it is time to enable an interrupt. In the function call
   * attachInterrupt(A, B, C)
   * A   can be either 0 or 1 for interrupts on pin 2 or 3.   
   *
   * B   Name of a function you want to execute while in interrupt A.
   *
   * C   Trigger mode of the interrupt pin. can be:
   *             LOW        a low level trigger
   *             CHANGE     a change in level trigger
   *             RISING     a rising edge of a level trigger
   *             FALLING    a falling edge of a level trigger
   *
   * In all but the IDLE sleep modes only LOW can be used.
   */

  attachInterrupt(0, wakeUpNow, LOW); // use interrupt 0 (pin 2) and run function
                                      // wakeUpNow when pin 2 gets LOW
}

void sleepNow()         // here we put the arduino to sleep
{
    /* Now is the time to set the sleep mode. In the Atmega8 datasheet
     * http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2486.pdf on page 35
     * there is a list of sleep modes which explains which clocks and
     * wake up sources are available in which sleep mode.
     *
     * In the avr/sleep.h file, the call names of these sleep modes are to be found:
     *
     * The 5 different modes are:
     *     SLEEP_MODE_IDLE         -the least power savings
     *     SLEEP_MODE_ADC
     *     SLEEP_MODE_PWR_SAVE
     *     SLEEP_MODE_STANDBY
     *     SLEEP_MODE_PWR_DOWN     -the most power savings
     *
     * For now, we want as much power savings as possible, so we
     * choose the according
     * sleep mode: SLEEP_MODE_PWR_DOWN
     *
     */ 
    set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN);   // sleep mode is set here

    sleep_enable();          // enables the sleep bit in the mcucr register
                             // so sleep is possible. just a safety pin

    /* Now it is time to enable an interrupt. We do it here so an
     * accidentally pushed interrupt button doesn't interrupt
     * our running program. if you want to be able to run
     * interrupt code besides the sleep function, place it in
     * setup() for example.
     *
     * In the function call attachInterrupt(A, B, C)
     * A   can be either 0 or 1 for interrupts on pin 2 or 3.   
     *
     * B   Name of a function you want to execute at interrupt for A.
     *
     * C   Trigger mode of the interrupt pin. can be:
     *             LOW        a low level triggers
     *             CHANGE     a change in level triggers
     *             RISING     a rising edge of a level triggers
     *             FALLING    a falling edge of a level triggers
     *
     * In all but the IDLE sleep modes only LOW can be used.
     */

    attachInterrupt(0,wakeUpNow, LOW); // use interrupt 0 (pin 2) and run function
                                       // wakeUpNow when pin 2 gets LOW

    sleep_mode();            // here the device is actually put to sleep!!
                             // THE PROGRAM CONTINUES FROM HERE AFTER WAKING UP

    sleep_disable();         // first thing after waking from sleep:
                             // disable sleep...
    detachInterrupt(0);      // disables interrupt 0 on pin 2 so the
                             // wakeUpNow code will not be executed
                             // during normal running time.

}

void loop()
{
  // display information about the counter
  Serial.print("Awake for ");
  Serial.print(count);
  Serial.println("sec");
  count++;
  delay(1000);                           // waits for a second

  // compute the serial input
  if (Serial.available()) {
    int val = Serial.read();
    if (val == 'S') {
      Serial.println("Serial: Entering Sleep mode");
      delay(100);     // this delay is needed, the sleep
                      //function will provoke a Serial error otherwise!!
      count = 0;
      sleepNow();     // sleep function called here
    }
    if (val == 'A') {
      Serial.println("Hola Caracola"); // classic dummy message
    }
  }

  // check if it should go to sleep because of time
  if (count >= 10) {
      Serial.println("Timer: Entering Sleep mode");
      delay(100);     // this delay is needed, the sleep
                      //function will provoke a Serial error otherwise!!
      count = 0;
      sleepNow();     // sleep function called here
  }
}

Avatar
rostasc3
Biztosítékgyilkos
Hozzászólások: 52
Csatlakozott: 2009. október 20. kedd, 6:00

Re: Áramfelvétel csökkentés

HozzászólásSzerző: rostasc3 » 2012. december 30. vasárnap, 14:45

Szia!
Pont ezt csinálom, sleep is van, lekapcsolás, kimenetek beállítása is van, csak további csökkentést szeretnék. Saját nyákon van minden, nem az arduino panelt használom, s olvastam, hogy a 328-as sleepben mikroampereket fogyaszt, így gyanítom, hogy a többit a körítés adja. Sajna elkövettem azt a hibát, hogy a lekapcsolás a stab.kocka után van, és ahogy írtam az sd-t elfelejtettem lekapcsolhatóvá tenni. De ha amúgy is csak 5,5V-ot bír (328), akkor kell az 5V-os stabilizátor.

Köszönöm a választ!

Avatar
Robert
Elektronbűvölő
Hozzászólások: 9917
Csatlakozott: 2005. december 9. péntek, 7:00
Tartózkodási hely: Budapest
Kapcsolat:

Re: Áramfelvétel csökkentés

HozzászólásSzerző: Robert » 2012. december 30. vasárnap, 15:08

Tipp:
3*1.5V-os elem vagy 4*1.2V akku.
Step-up/step-down konverer. 3.3V-ra...
Így a jelszintillesztés kimarad. SD kártya marad közvetlenül. DS18B20 3.3V-on is OK.

Avatar
rostasc3
Biztosítékgyilkos
Hozzászólások: 52
Csatlakozott: 2009. október 20. kedd, 6:00

Re: Áramfelvétel csökkentés

HozzászólásSzerző: rostasc3 » 2013. január 1. kedd, 23:04

Köszönöm, dolgozom rajta. :-)

Avatar
furbyhun
DrótVégénSzéndarab
Hozzászólások: 44
Csatlakozott: 2015. február 14. szombat, 21:18

Re: Áramfelvétel csökkentés

HozzászólásSzerző: furbyhun » 2015. február 20. péntek, 20:01

Robert írta:Tipp:
3*1.5V-os elem vagy 4*1.2V akku.
Step-up/step-down konverer. 3.3V-ra...
Így a jelszintillesztés kimarad. SD kártya marad közvetlenül. DS18B20 3.3V-on is OK.


Ebben az esetben az 5V lábon táplálom? Mivel kevesebb a tápfesz 5V-nál, a stabilizátor bemenetére nem lenne sok értelme kötni..

Avatar
Robert
Elektronbűvölő
Hozzászólások: 9917
Csatlakozott: 2005. december 9. péntek, 7:00
Tartózkodási hely: Budapest
Kapcsolat:

Re: Áramfelvétel csökkentés

HozzászólásSzerző: Robert » 2015. február 20. péntek, 20:07

Igen. A stabilizátor után kell a betáp...

Avatar
rostasc3
Biztosítékgyilkos
Hozzászólások: 52
Csatlakozott: 2009. október 20. kedd, 6:00

Re: Áramfelvétel csökkentés

HozzászólásSzerző: rostasc3 » 2015. április 29. szerda, 8:41

Egy step-up konvertert tesztelek.

Van egy kapcsolásom, mega328, bő körítéssel. A cél az áramfelvétel minimalizálása. A mega amikor nem dolgozik sleepben van, a lábai úgy állítva, hogy a lehető legkevesebb legyen a fogyasztás. Az áramkör 5V-os.
Amikor usb-ről táplálom, nyugalmi áramfelvétele 0,9 mA, amikor dolgozik 1-2mA. Ez megfelelő.

Áttettem a kapcsolást elemre, három merülőben lévő 1,5V-osat használok (4V) egy 5V kimenetű step-up konverterrel. A step-up input árama amikor semmi nincs rákapcsolva 2mA. Rákötöm az áramkörömet, és akkor a step-up után mérve a nyugalmi fogyasztás 19mA, működés közben 30-40mA. Step-up előtt 30mA (3,95V) és 80mA (3,88V).

Jól gondolom, hogy a fogyasztás még mindig ugyanolyan kicsi mint az első mérésnél (+veszteség), csak a step-up frekvenciája zavarja meg a multiméteremet? Hogyan lehetne pontosan megmérni az áramfelvételt?

Avatar
winnerbt
Chipfüstölő
Hozzászólások: 886
Csatlakozott: 2007. március 25. vasárnap, 6:00
Tartózkodási hely: Kecskemét

Re: Áramfelvétel csökkentés

HozzászólásSzerző: winnerbt » 2015. április 29. szerda, 19:26

Szia!
Ilyen kritikus esetben és "össze-vissza" kapcsolóüzemű jelek mérésére használhatsz true-RMS mérőt aranyárban...vagy:
- Ohm-os ellenállású "izzó" által termelt hőmennyiséget, az tutti, csak vacak mérni
- szerintem a legjobb megoldás: veszel egy szupercap-ot vagy 10000uF/5V kondit. Feltöltöd 5V-ra. Rá a szkóp vagy műszer.
(+ óra a kézben/képernyőn)
Elindítod, megnézed, mikor jön ki az "RC " állandó, tehát mennyi idő alatt mennyit esik a fesz a kondin.
Innentől biztosan! (ha a kondi értéke annyi, amennyi) tudni fogod a pontos áramfelvételt kapcsitáp/tranziens/energy harvesting
ide vagy oda. Ezt az elrendezést igen nehéz becsapni.
JAni
p.s.: jó, illene kimerni a kondi önkisülését egy megelőző méréssel meg hasonló szőrszálhasogató dolgok jöhetnek még képbe, de az elv biztos hogy jobb, mint a számítgatásos 2 millás műszeres mérés! és gyorsabb...

JAni

Avatar
rostasc3
Biztosítékgyilkos
Hozzászólások: 52
Csatlakozott: 2009. október 20. kedd, 6:00

Re: Áramfelvétel csökkentés

HozzászólásSzerző: rostasc3 » 2015. április 29. szerda, 20:04

Szia!

Ja, a supercap-ra teszem a step-up-ot! Hirtelen nem értettem...
Na amíg szerzek egyet, addig holnap ráteszek egy fix ellenállást az usb-re (ami nem kapcsolóüzemű), áramot mérek rajta, és ugyanezt megcsinálom a step-up-on is. Ha utóbbin több áramot mérek, akkor biztosan a műszer téved. Nincs kéznél szkóp, így ez a mérés kimarad :-(

Avatar
winnerbt
Chipfüstölő
Hozzászólások: 886
Csatlakozott: 2007. március 25. vasárnap, 6:00
Tartózkodási hely: Kecskemét

Re: Áramfelvétel csökkentés

HozzászólásSzerző: winnerbt » 2015. április 29. szerda, 20:19

Szia!
Az egész cuccot, aminek tudni akarod a felvételét tedd supercap-ra.
Nem kell ám nagy feneket keríteni neki, elég a fiókból összetarhált 5db 2200uF
kondi (ha 20 éve vannak ott, akkor előzetes mérés kell).
A fix ellenállás nem lesz jó, mert az tisztán ohm-os, ugyan olyan rece-ficét mérsz
rajta, mint minden máson. A supercap töltésére figyelj, mert ha csak úgy ráteszed mondjuk USB-re,
akkor "levágja a biztit", tehát inkább akkumulátornak fogd fel!
(és nem sütögetjük ki csavarhúzóval!)
JAni


Vissza: “Hardware javaslatok”

Ki van itt

Jelenlévő fórumozók: nincs regisztrált felhasználó valamint 1 vendég