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Topic: alimentare atmega standalode con batteria da 6v (Read 4 times) previous topic - next topic

pndtkd

Salve di nuovo,
apro questo nuovo topic in quanto nel thread aperto precedentemente si è giunti ad un problema diverso da quello originario.
il problema è alimentare il mio standalone con una batteria da 6v.

soluzioni affrontate:

regolatore di tensione 7805->per farlo funzionare servono almeno 7v

diodi in serie->un diodo genera una caduta di potenziale di 0.6v ma, come giustamente dice Leo, quando la batteria va man mano a scaricarsi potrei raggiungere tensioni troppo basse

consigli?

il mio circuito è composto da un atmega328p in standalone programmato con supporto di sleep.h power.h per ridurre i consumi + xbee agganciato ad una xbee simple board    messo in modalità sleep 4....quando arrivano dati sul modulo quest'ultimo si attiva e si risveglia anche il micro che dopo un countdown torna a dormire.


gpb01

Guarda, questo in particolare ... NON richiede una Vin > Vout ma gli va bene, al limite, anche uguale ... http://www.maximintegrated.com/datasheet/index.mvp/id/1326, qui il datasheet : http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX638.pdf

Come si vede a pag. 3,  +Vs (che è la tensione di ingresso) va da Vout a +16.5 :)

Guglielmo
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leo72

Ma sbaglio o fornisce solo 75 mA di corrente?
Meglio allora un MCP1700-500, è un regolatore in formato TO-92 con dropout di soli 178 mV e fornisce fino a 250 mA di corrente. Inoltre, rispetto al Max638, ha bisogno solo di 2 C esterni.
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21826b.pdf

uwefed

Dipende.
Vuoi alimentare il ATmega con 5V o con una tensione minore come per esempio 3,3V?

La batteria 6V é un accumulatore al piombo o 4 batterie alcaline? In tutti due i casi la tensione di finescarica va sotto i 5V. La cosa migliore é un stepup/down come il http://www.robot-italy.com/it/2119-pololu-step-up-step-down-voltage-regulator-s7v7f5.html

Ciao Uwe

pndtkd

#5
Jun 28, 2013, 10:54 pm Last Edit: Jun 28, 2013, 10:59 pm by pndtkd Reason: 1
@uwe && yoshi...si sto vedendo http://www.robot-italy.com/it/2119-pololu-step-up-step-down-voltage-regulator-s7v7f5.html
interressante e penso vada bene anche se gradirei capirne il funzionamento step/up step/down ....un po' di teoria....non sono un elettronico ma vorrei capire come funziona questo convertitore...

@leo
preferisco tenermi piu' largo con la corrente per eventuali aggiunte

e poi vorrei sapere a che problemi vado incontro, oltre quello descritto, se metto il diodo..

Grazie mille

F

yoshi93

Il principio di funzionamento più o meno è quello di un DAC basato su pwm solo che hai a che fare con un induttore,un diodo e un condensatore più onde triangolari per il circuito di controllo. Ovviamente io ti parlo da un punto di vista teorico come l'ho studiato poi magari in pratica potrebbe discostarsi un po'.

pndtkd

ok step/up step/down? in quanto l'altro che mi hai indicato è solo Step-Down? che differenze ci sono? (oltre al fatto che eroga max fino a 300ma a differenza di questo che ne eroga max 1A)...

yoshi93

Entrambi hanno il valore di uscita a 5V solo che uno accetta tensioni anche minori (comportamento step-up + step-down) mentre l'altro solo maggiori (step-down puro). Il primo di contro però arriva solo fino a 11.5 V mentre l'altro arriva a 42.

pndtkd

ok perfetto! GRAZIE! solo parole alla fine basta sapere quanto sputa e quanto accetta in ingresso...il secondo non va bene per il mio caso...in quanto accetta tensioni di ingresso comprese tra 7 e 42...quindi il primo penso sia la giusta soluzione...speriamo di avere una riduzione dei consumi netta! o no? :D

yoshi93

Credo di sì visto che ha una efficienza del 90% anche se per vederne i benefici avresti dovuto lavorare con tensioni più alte.

pndtkd

#11
Jun 29, 2013, 12:39 am Last Edit: Jun 29, 2013, 05:47 pm by pndtkd Reason: 1
Considerate che in una primissima fase di testing: ARDUINO UNO(con micro non in sleep) + xbee shield (con modulo non in sleep mode) mi consumava una batteria da 9v classica in 5 ore! ]:).....ora ho una batteria di 1200ma ma con circuiteria come sopra in risparmio energetico...
Cmq sono daccordo sul fatto che con diodi o partitori resistivi cambiando il carico e la corrente varia la tensione però praticamente, la configurazione accroccata con i diodi in serie non capisco che problemi può darmi nel mio caso specifico...
per il momento (batteria super carica a 6,5 v) con i diodi in serie sono arrivato a 5,3 v(poi ovviamente in base a quanto beve in circuito calano ma nel mio caso è quasi sempre in sleep tranne quando mando l'impulso IR per accendere il condizionatore)...man mano che la batteria scende arriverò ad un valore di soglia di voltaggio di funzionamento del micro(che lavora a 16mhz) che sinceramente non so quale sia(se me lo dite mi fate un piacere)...ma può darsi che sia anche un giusto tradeoff...bah...intanto che ordino il convertitore che mi avete consigliato provo così e vi dico...

intanto si accettano pronostici :P!

Michele Menniti

Ciao, forse hai un po' troppo ampliato il discorso, metti tante variabili e diventa difficile fare un discorso lineare.
Hai una tensione non stabile (batteria) che parte da un livello max di 6,5V per arrivare ad una condizione di batteria scarica (quant'è??)
Hai un circuito che lavora tra 4,5V e 5,5V (questo è il range del micro con quarzo a 16MHz, eh benedetti data-sheet :smiley-mr-green:)
Potresti usare due diodi schottky in serie con una perdita di 0,8V ottenendo al massimo 6,5V - 0,8V = 5,7V che il micro tollera, ma devi calcolare quanto tempo impiega la batteria a scendere alla soglia ideale di 6,3V (con la quale ottieni 5,5V), se il tempo è parecchio non conviene sottopoprre troppo il micro a questo stress, allora aggiungin un terzo diodo e parti da 5,3V (credi sia quello che hai già fatto tu).
Tutto questo va bene ma perdi un mare di energia, sprecata dalla caduta dei diodi, quindi decisamente conviene un regolatore low drop-out, economico, semplice da implementare, efficiente generica 55-70%, anche lui ha una "caduta", il drop-out, cioè la differenza tra il valore in ingresso e quello in uscita, nel tuo caso avresti ingresso 6,5V e uscita a 5V, il DO è quindi = 1,5V.
La soluzione migliore è lo switching; come già ti hanno detto lo step-up è un circuito che è in grado di generare una tensione in uscita più alta di quella in ingresso (questo significa che la corrente richiesta dallo switching è maggiore di quella richiesta dal solo tuo circuito), ma non è il tuo caso, a te serve uno step-down, che regola la tensione in uscita più bassa rispetto a quella in ingresso; il vantaggio dello step-down è un'elevatissima efficienza (90-95%) ed il fatto che la tensione in uscita è perfetta anche quando è uguale a quella in ingresso; cioè quando la tua batteria arriverà a 5V, in uscita avrai sempre 5V, ma ovviamente la batteria dovrà essere in grado di erogare la corrente necessaria.
Se lo step-down è di buona qualità i 5V ti sono garantiti anche con tensioni in ingresso più basse, quindi avresti i 5V stabili anche con 4-4,5V, in questo caso il circuito si mette ad operare come uno step-up, ed inizia a consumare più corrente, chiaro che a questo punto l'autonomia della tua batteria calerà rapidamente.
Ciao
Guida alla programmazione ISP e seriale dei micro ATMEL (Caricare bootloader e sketch):
http://www.michelemenniti.it/Arduino_burn_bootloader.php
Guida alla Programmazione ATmega328 noP:
http://www.michelemenniti.it/atmega328nop.html
Articoli su Elettronica In:
http://www.michelemenniti.it/elettronica_in.html

uwefed

L' uso di una resistenza o diodo per abbassare la tensione di alimentazione non funziona perché la tensione sulla resistenza/diodi dipende dalla corrente consumata dal circuito.

Visto che usi un XBee che va a 3,3V la soluzione migliore sarebbe di alimentare anche il Atmega a 3,3V. Cosí riduci ulteriormente il consumo (perché elimini lo stabilizzatore sulla schedina XBEE).

Un convertitore Step/down puó cambiare la tensione da un valore alto a uno piú basso. Un step/up passa da una tensione bassa a una piú alta. Il step/up step/down fa entrambe le cose dipendentemente dalla tensioni presenti in entrata/uscita. In pratica un convertitore DC/DC memorizza l' energia in un induttanza e la preleva di nuovo da quella. In questo modo puó alzare o abbassare la tensione. A secondo del modello sono diverse le tensioni e le potenze/correnti. L' efficenza é alta tra 80 e 95% secondo modello e carico. Puó essere cosrtuito che le tensioni abbiano una massa comune oppure che siano isolate. Anche tensioni negative o un alimnetazione simmetricha possono essere prodotte. ci sono modelli con piú uscite a tensioni diverse.

Pensare a un induttanza é un po difficile perché non siamo abituati ma in analogia spiegando con un condensatore diventa semplice. Un condensatore memorizza energia in forma di un campo elettrostatico a tensione costante. Possimo caricarlo con una corrente bassa ma una volta carico prelevare anche una corrente alta (per poco tempo) in questo modo ho creato un convertitore di corrente che mi parte da una corrente bassa e la trasforma in una corrente alta (tralasciamo nel esempio i tempi) Una Induttanza fa una cosa simile. Memorizza l'energia in forma di campo magnetico e puó cambiare la tensione.

Ciao Uwe

Michele Menniti

Però c'è da considerare che a 3,3V l'ATmega328P non dovrebbe poter lavorare a 16MHz, stando al data-sheet, deve quindi valutare se la riduzione del clock a 8MHz (per la precisione può sempre ricorrere ad un quarzo esterno) non gli crea problemi al progetto; se problemi non ne ha allora sarebbe la situazione ideale, ridurrebbe i consumi di parecchio e con uno step-down avrebbe un'autonomia notevole.
Guida alla programmazione ISP e seriale dei micro ATMEL (Caricare bootloader e sketch):
http://www.michelemenniti.it/Arduino_burn_bootloader.php
Guida alla Programmazione ATmega328 noP:
http://www.michelemenniti.it/atmega328nop.html
Articoli su Elettronica In:
http://www.michelemenniti.it/elettronica_in.html

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