Arduino Forum

International => Deutsch => Topic started by: Realizer on Apr 27, 2013, 10:12 pm

Title: Controller bei langsam ansteigender Betriebsspannung
Post by: Realizer on Apr 27, 2013, 10:12 pm
Die Frage ist zwar nicht ganz Arduinotypisch, kann aber vielleicht auf den Arduino reflektiert werden...

Nehmen wir mal an ich habe eine Solarzelle. Ich sorge dafür daß die maximale Betriebsspannung an einem ATTINY mit interner Takterzeugung gewährleistet ist. Eine Akkuzelle oder Batterie lassen wir mal jetzt im Moment ganz außen vor.

So, und nun geht morgens die Sonne auf und die Spannung steigt ganz langsam an. Wird der Controller ab einer bestimmten Spannung mit seiner Arbeit beginnen oder klappt das nicht, weil es keinen vernünftigen Start-Reset gibt ? Schaffe ich das irgendwie ohne einen großen zusätzlichen Schaltungsaufwand ?
Title: Re: Controller bei langsam ansteigender Betriebsspannung
Post by: uwefed on Apr 27, 2013, 11:04 pm
Ein ganz langsam ansteigender Spannungsveraluf ist bei Digitalschaltungen immer problematisch. Es kann passieren daß ein Reset nicht richtig ausgeführt wird und der Controller hängen bleibt. Abhilfe schafft ein einfacher Komparator mittels eines OPAMP gebaut der einen Resetimpuls generiert.

Grüße Uwe
Title: Re: Controller bei langsam ansteigender Betriebsspannung
Post by: erni-berni on Apr 27, 2013, 11:07 pm
Power-On Reset und Brown-Out Detection sollten die richtigen Schlüsselwörter sein.
Schau mal was das Datenblatt dazu sagt.

Die Frage ist: wenn der Power-On Reset "gelaufen ist", der uC aber noch unterhalb der Schwelle des Brown-Out hängt - was passiert dann?
Title: Re: Controller bei langsam ansteigender Betriebsspannung
Post by: uwefed on Apr 27, 2013, 11:45 pm
Brown-Out schaltet den Reset-Eingang auf Masse, gibt ihn bei überschreiten des Grenzwertes wieder frei und macht so einen Reset.

Grüße Uwe
Title: Re: Controller bei langsam ansteigender Betriebsspannung
Post by: erni-berni on Apr 28, 2013, 12:08 am
Ein ATTiny85V funktioniert laut Datenblatt schon ab 1,8V und bei 1MHz internem Takt stabil.
Auf den selben Wert kann man auch die Brown-Out Detection einstellen. Die Brown-Out Detection hat eine Hysterese und sollte also für stabiles Anlaufen sorgen. (Ausprobiert hab ich das noch nicht)
Aber spendier deiner Schaltung einen großzuügig bemessenen Kondensator, damit die nicht bei jeder Wolke direkt aussteigt.
Title: Re: Controller bei langsam ansteigender Betriebsspannung
Post by: Realizer on Apr 28, 2013, 12:25 am
Danke erstmal für die Info. Würde das bedeuten ich könnte mit Dioden in Reihe vor dem Controller dafür sorgen, daß der Controller erst dann anspringt wenn die Betriebsspannung einen brauchbaren Wert hat?

Bei der Solarzelle sieht es so aus: Die Spannung erreicht auch bei Dämmerung locker 4,5V. Bei der geringsten Belastung bricht diese Spannung aber ein. Dann wiederrum würde die Spannung wieder abfallen sobald der Controller einschwingt. Und das Spiel beginnt von vorn.

Ihr fragt mich bestimmt gleich was ich eigentlich damit anstellen will. ;) Würde ich auch fragen... Nun, ich will einen Lithium-Ionen Lader für zwei Schächte bauen. 2 x 18650. Ich lade die Akkus mit fertigen Schaltungen: http://www.ebay.de/itm/180921076781?ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1497.l2649 (http://www.ebay.de/itm/180921076781?ssPageName=STRK:MEWNX:IT&_trksid=p3984.m1497.l2649). Die Schaltung funktioniert hervorragend und lädt meine Akkus über den Tag prima voll.

Jetzt kommt der Knackpunkt: Ich habe zwei Lader. Ich will daß die Akkus nicht parallel laden sondern erst den einen voll und dann den nächsten. Als Indikator für den Ladeschluss kann ich den Ausgang für die LED am Lader nutzen. Daher kam ich auf die Idee, einen Tiny zu verwenden und genau dieses auszuwerten.

Nun müsste ich dafür sorgen, daß der Controller erst mit der Arbeit beginnt, wenn die Spannung der Solarzelle einen Mindestwert hat, bei dem sichergestellt ist, daß auch nach Anschwingen des Oszillator´s ausreichend Leistung vorhanden ist. Die Solarzelle bringt im Leerlauf bei voller Sonneneinstrahlung ca 7,5 Volt und einen Strom von bis zu 600 mA. Demzufolge müsste ich doch einfach 3 Dioden in Reihe schalten können damit ich gleichzeitig bei voller Sonneneinstrahlung die Limits am Tiny nicht überschreite.

Der (die) Laderegler bekommen jedoch die volle Spannung der Solarzelle ab. Ich habe es ausführlich getestet, auch wenn der Akku voll ist und volle Sonneneinstrahlung herrscht, steckt das Lademodul bis zu 8 V Leerlaufspannung weg. Also müsste ich dann nur noch den Tiny und 2 Mosfets benutzen können um meine Idee zu verwirklichen. Bei drei Dioden in Reihe fallen 2,1 Volt vor dem Tiny ab. Also 7,5 - 2,1 = 5,4 Volt bei maximaler Sonneneinstrahlung und ohne Belastung (Akku´s voll).

Oder anderst ausgedrückt: Der Tiny bekommt zwischen 0 und 5,4 Volt Betriebsspannung und die Lader sind nach Mosfets nacheinander bei 0 bis 7,5 V direkt an der Solarzelle.

Edit: Danke @erni-berni und @all, das bringt mich schon weiter. :)
Title: Re: Controller bei langsam ansteigender Betriebsspannung
Post by: uwefed on Apr 28, 2013, 01:18 am
Das mit den 3 Dioden hab ich nicht verstanden.
Würde ein einfaches "Netzteil" mit einer Z-Diode und Vorwiderstand nehmen.
Der Tiny mag zwar mit 1,8V funktionieren aber die Ladeschaltungen nicht bzw kannst Du mit 1,8V keine MOSFET schalten.

Grüße Uwe
Title: Re: Controller bei langsam ansteigender Betriebsspannung
Post by: Realizer on Apr 28, 2013, 07:16 am
Mit den drei Dioden meinte ich, ich schalte sie in Durchlassrichtung in Reihe und senke die Spannung am Tiny um 3 x 0,7 V.

Mit der Gatespannung am FET hast Du ganz Recht. Der erste Lader bekommt die Energie direkt von der Solarzelle. Schaltet dieser ab (weil fertiggeladen), erlischt eine LED und die andere leuchtet auf dem Lader. Ich werde herausmessen ob ich den 2. Lader sogar ohne Microcontroller ansteuern kann, indem ich den Mosfet mittels der Spannung an der LED des 1. Laders ansteuern kann. Damit wären alle Probleme beseitigt und ich bräuchte nichtmal eine Verlusthafte Spannungsregelung und einen Microcontroller.

Ich bekomme noch weitere Teile aus Fernost und dann kann ich ja berichten. :)

Danke für die hilfreichen Tipps.
Title: Re: Controller bei langsam ansteigender Betriebsspannung
Post by: uwefed on Apr 28, 2013, 09:45 am
Statt Dioden als Vorwiderstände zu nehmen ist es besser eine Zenerdiode als Spannungskonstanthalter paralell zum Tiny zu nehmen. Diese braucht einen Vorwiderstand.
Grüße Uwe