Frage:
Arduino Backup-Netzteil
nijansen
2012-06-06 03:54:52 UTC
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Als absoluter Anfänger auf dem Gebiet der Elektrotechnik versuche ich, ein Alarmsystem auf einer Arduino-Platine aufzubauen. Ich möchte mein Board mit einem externen 10-V-Netzteil mit Strom versorgen. Im Falle eines Stromausfalls (wahrscheinlich in Form eines Eindringlings, der klug genug ist, um den Stecker unter mein Alarmsystem zu ziehen) möchte ich, dass die Karte nahtlos auf eine eingebaute 9-V-Pufferbatterie umschaltet / p>

Laut der Arduino-Dokumentation verwendet die Karte automatisch das Hochspannungsnetzteil, daher sollte mein externes Netzteil verwendet werden, wann immer es verfügbar ist.

Jetzt habe ich Probleme, die Schaltung zum Laufen zu bringen. Bisher habe ich mir Folgendes ausgedacht: circuit idea

Aber das sieht für mich nicht richtig aus (das Verbinden von V_IN mit der Kathode war für mich ziemlich natürlich, aber ich habe es nicht getan ziemlich herausgefunden, wie man den Stromkreis schließt). Könnte jemand bitte erklären, wie die Schaltung richtig ausgelegt wird?

Meine Schaltung hat noch ein Problem, das ich ansprechen möchte: Wie Sie sehen können, befindet sich parallel zu meiner Pseudo-Stromversorgung ein Spannungsteiler. Auf diese Weise kann ich die Batteriespannung im Auge behalten und frühzeitig warnen, wann die Batterien ausgetauscht werden müssen. Bei Verwendung dieser Widerstandswerte beträgt die Spannung einer frischen Batterie an AD0 ungefähr 0,85 V i>. Entleert dies einen Großteil meiner Batteriekapazität, während die Batterie nicht einmal verwendet wird?

Vielen Dank im Voraus.

Ihre Schaltung zeigt an, dass die Batterie kurzgeschlossen ist.
"Wird dies viel abfließen ...", verwenden Sie das Ohmsche Gesetz, "10 + 1k = 11k". Was gibt dir Vbat / 11000?
Kenny: Die 11 kOhm sind irrelevant im Vergleich zu dem toten Kurzschluss parallel dazu.
@nijansen: Obwohl ich es zu schätzen weiß, dass Sie meine Antwort akzeptieren, ist es eine gute Idee, eine Weile zu warten, um zu sehen, welche Optionen Sie haben, bevor Sie eine auswählen. Andere sehen möglicherweise, dass diese Frage eine akzeptierte Antwort hat, und überspringen sie, wie ich es oft tue.
Warum schließen Sie 9 V direkt gegen Masse kurz? Die Batterie ignoriert diesen Widerstand vollständig, wenn Sie ein Kabel verlegen, das die gegenüberliegenden Enden des Anschlusses direkt verbindet. Grundregel, niemals direkt + und - einer Batterie anschließen. Es zieht viel Strom, verkürzt die Lebensdauer der Batterie und ist einfach gefährlich.
Zwei antworten:
Olin Lathrop
2012-06-06 04:23:17 UTC
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Der einfachste Weg, eine Notbatterie anzuschließen, wie Sie es beschreiben, ist das Dioden-ORing. Sowohl das Netzteil als auch die Batterie werden über eine Diode auf den internen Leistungsbus übertragen. Stellen Sie sicher, dass das Netzteil eine etwas höhere Spannung als die Batterie hat und der gesamte Strom von dieser kommt. Wenn Sie beispielsweise eine 9-V-Batterie haben, funktioniert ein 12-V-Netzteil einwandfrei, vorausgesetzt, das interne Netzteil kann das Arduino aus diesem gesamten Spannungsbereich betreiben. Dies ist der einfache Teil.

Der schwierige Teil testet gelegentlich den Akku, während er nicht verwendet wird. Das Problem ist, dass Sie nicht möchten, dass die Batterie leer wird. Eine Strategie besteht darin, einen hochohmigen Teiler zu verwenden, um auf den A / D-Eingangsbereich des Arduino zu gelangen. Sie können es so hoch einstellen, dass die Stromaufnahme im Vergleich zur Akkukapazität so gering ist, dass es keine Rolle spielt. Dann erhalten Sie jedoch ein Signal mit sehr hoher Impedanz, das für den A / D-Eingang des Prozessors ungeeignet ist. Sie müssten es puffern, was machbar ist, aber einige Komplexität hinzufügt.

Eine andere Option besteht darin, die Batterietesterschaltung bei Bedarf einzuschalten. Das erfordert einen zusätzlichen Prozessorausgangspin, aber jetzt können Sie eine größere Last einschalten, sodass das Signal direkt für den A / D-Eingang geeignet ist, und die Batterie ausreichend belasten, um eine aussagekräftige Messung zu erhalten. Sie möchten es mit ein paar 10 mA laden, um zu sehen, was es mit einer realen Last tun kann, und nicht nur dort sitzen, ohne Strom zu liefern. Hier ist eine Möglichkeit, dies zu tun:

BATT_TEST wird von einem digitalen Prozessorausgang angesteuert. Wenn der Batteriestrom niedrig ist, ist er ausgeschaltet. Wenn hoch, wird die Batteriespannung abzüglich der geringen Sättigungsspannung von Q2 über den R2-R3-Teiler angelegt. Dieser Teiler bringt die Spannung in den Bereich des Prozessors und lädt gleichzeitig den Akku. BATTV eignet sich zum direkten Anschluss an einen Prozessor-A / D-Eingang. Sie müssen dies nur für einige 10s von µs einschalten, um die Batterie zu testen. Einmal am Tag sollte häufig genug sein, um eine Batterie zu überprüfen, die nicht verwendet wird. Etwa 50 mA einmal täglich für 100 µs wirken sich nicht auf die Lebensdauer der Batterie aus.

ATCSVOL
2012-06-06 07:20:17 UTC
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Der einfachste Weg, eine isolierte Pufferbatterie bereitzustellen, besteht darin, zwei Isolationsdioden zu verwenden. Ihre Frage zeigt an, dass Sie diesen Teil verstehen.

Sie können tun, was Sie möchten, indem Sie den Wert der von verwendeten verwendeten Widerstände erhöhen ein Faktor von 10 bis 20 mal und unter Verwendung einer alkalischen 9 Volt "PP3-Batterie". Dies gibt Ihnen ungefähr 18 Monate Standby-Betrieb.

Wenn Sie eine Diode wie eine 1N4004 oder eine 1N4148 in die + ve Einspeisung von der Batterie zum Arduino Vin-Anschluss und eine andere Diode von der Stromversorgung + ve zum Arduino Vin-Anschluss einfügen, ist die höchste Spannung vorhanden wird das Arduino mit Strom versorgen.
Schließen Sie B + oder PSU + an die Diodenanoden und Vin an die Kathoden an.

Wenn die Batteriespannung 9 V beträgt, beträgt die Stromaufnahme 9 V geteilt durch (R1 + R2) oder etwa 0,8 mA.

Eine typische 9-V-Batteriekapazität eines PP3-Transistorradios liegt normalerweise bei etwa 550 mAh, damit der Akku in etwa 1 Monat (550 / .8 / 24 Tage) entladen wird.

In dieser Zeit würde die Batteriespannung auf etwa 6 V abfallen - was anhand Ihrer Arduino-Spezifikation überprüft werden müsste für die Angemessenheit. Der [Atmel Duemilanove] http://brittonkerin.com/annotateduino/annotatable_duemilanove.html verwendet den [Microchip MC33269D LDO-Regler] mit einem typischen Ausfall von 1,5 V. Wenn die PP3-Batterie 7 V erreicht, beträgt ihre Volt / Zelle = 7/6 = 1,17 V. Das heißt, es wird nicht vollständig erschöpft sein, wenn der Regler seinen niedrigsten Vin für einen stabilen 5-V-Ausgang erreicht. Wenn Sie beispielsweise eine kleine 12-Volt-Blei-Säure-Batterie mit 1,2 Ah verwenden, hält diese etwa 2 Monate.

Die maximal zulässige Eingangsimpedanzspezifikation für den Arduino ADC beträgt 10 kOhm (siehe [Seite 194 im Datenblatt] ] http://www.atmel.com/Images/doc2486.pdf) Aus dem Text geht jedoch hervor, dass ein größerer Wert als dieser möglich ist, wenn möglich eine geringere Genauigkeit erforderlich ist.

Rin effektiv ist R1 + R2 parallel, was etwas weniger als R2 ist, wenn R1 viel größer als R2 ist. Sie können R2 auf 10.000 Ohm und R1 auf 100.000 Ohm erhöhen. In diesem Fall erhalten Sie etwa 10 Monate für Alkaline und mehr als 3 Jahre für Blei, aber die Selbstentladung verringert diesen Wert in dieser Anwendung. Der Teilerstrom fällt mit abnehmender Batteriespannung ab, sodass Sie mit der PP3-Batterie wahrscheinlich im Bereich von 12 bis 18 Monaten länger werden. Solange der Arduino 6 V akzeptiert, wenn der Akku fast vollständig entladen ist, aber die "Selbstentladung" des Blei-Säure-Akkus verhindert, dass Sie 3 Jahre alt werden.



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