Frage:
Knopfzellenbatterie für Arduino / Mikrocontroller
Rob
2012-07-17 08:48:06 UTC
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Entschuldigen Sie den Mangel an elektrotechnischen Kenntnissen, aber ich habe einen Arduino Uno-Mikrocontroller, den ich mit einer Knopfzellenbatterie versorgen möchte.

Das Projekt verfügt über 6 LED-Leuchten, die alle Sekunden einige Sekunden lang blinken Meine Frage ist, welche Art von Knopfzellenbatterie würde ich für dieses Projekt benötigen? Wie würde ich es mit Arduino verbinden? Mit so etwas wie this?

Würde ich so etwas wie Widerstände / Transistoren benötigen?

Hier ist ein Diagramm von dem, was ich bisher habe:

diagram of what I have so far.

(Widerstände sind 1/4-Watt-200-Ohm-Widerstände)

Fünf antworten:
stevenvh
2012-07-17 09:23:56 UTC
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Der Arduino Uno ist nicht geeignet, eine Knopfzelle zu verlassen.

    Der Uno ist nicht gerade stromsparend. Es enthält 2 Mikrocontroller, die mit hohen Taktfrequenzen arbeiten und einige zehn mA verbrauchen.

  1. Eine Knopfzelle liefert 3 V, während der Uno für den Betrieb mit 5 V ausgelegt ist.

  2. Das Wichtigste: Eine Knopfzelle hat genug Energie, um das Arduino für ein paar Stunden mit Strom zu versorgen, kann dies jedoch nur in kleinen Dosen, dh einigen mA, liefern. Das wird nicht funktionieren.

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Da Sie die Firmware beider Mikrocontroller ändern können, sollte es möglich sein, sie die meiste Zeit im Energiesparmodus zu halten. Müssen die Datenblätter überprüfen, ob sie von der Knopfzellenspannung ablaufen; Außerdem dürfen im Schlaf keine Pull-Up / Down-Widerstände angesteuert werden, da sonst Strom verschwendet wird. Möglicherweise muss der Spannungsregler entfernt werden.
@ChrisStratton Ich stimme zu, dass solche Optimierungen / Entfernungen (sowie das FT232 und das Deaktivieren von UART-Registern) es tatsächlich näher an die Münzzellen-Ausführung bringen würden. [In diesem Artikel] (http://www.gammon.com.au/power) werden einige interessante Strategien zur Leistungsminimierung speziell für AVRs erörtert.
@boardbite - Im Gegensatz zu den früheren USB-Modellen und vielen Kopien verfügt ein Arduino Uno nicht über einen FT232, sondern über zwei ATMEGAs mit anpassbarer Firmware. Der zweite aus der "u" -Serie übernimmt die zuvor vom FT232 ausgeführte USB-Serienaufgabe.
@stevenvh: Da OP möchte, dass die LEDs mit einem sehr niedrigen Arbeitszyklus (einige Sekunden, alle Stunden) blinken, kann er / sie dann nicht eine Knopfzelle verwenden und einfach einen Kondensator laden und entladen, um bei Bedarf einen Impuls zu liefern?
@boardbite - möglicherweise, aber für 6 x 20 mA während 5 Sekunden (grobe Schätzung) benötigen Sie einen 2-F-Kondensator, um einen maximalen Abfall von 300 mV zu erzielen. (Beachten Sie, dass Sie zu Beginn nur 1 V über dem Vorwiderstand haben, dann sind 300 mV 30%!) Supercaps haben eine Kapazität von> 1 F, aber dann verschieben Sie das Problem: Genau wie die kostengünstigen Supercaps der Batterie bewertet bei sehr niedrigen Entladeströmen.
@stevenvh: Die Analyse ist absolut sinnvoll. Es ist jedoch sehr interessant, dass die kürzlich beliebten Bluetooth Low Energy-Module angeblich keine Knopfzellen mehr haben. Beispiel: [dieser TI-App-Hinweis] (http://www.ti.com/lit/wp/swra349/swra349.pdf) verwendet dies mit einem 100-uF-Kondensator für die Spitzenentnahmen. Das letztere Szenario behandelt natürlich eine sehr kurze Einschaltzeit (wenige Millisekunden) und auch eine geringere Stromaufnahme (~ 25 mA Übertragung) als die 6 X-LEDs.
@boardbite - ja, OP sollte uns genauere Zahlen für seinen Anwendungsfall geben. Wenn er es tut, werde ich sie mir ansehen und vielleicht meine Antwort aktualisieren / korrigieren.
@stevenvh: Da OP MIA zu sein scheint, habe ich gerade eine [Frage zu diesem Thema] gestartet (http://electronics.stackexchange.com/questions/43306/pulse-powering-heavy-loads-with-a-coin- Zelle) mit einigen spezifischen Szenarien.
nelsonda
2012-07-18 03:19:53 UTC
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Wie Stevenvh hervorhob, ist der Arduino Uno nicht dafür ausgelegt, aus einer Knopfzelle herauszulaufen.

Es gibt zwei Optionen (oder zumindest die, die ich sehen kann):

1) Verwenden Sie eine andere Batterie als eine Knopfzelle. Adafruits 9-V-Akku fällt mir ein.

2) Verwenden Sie einen Mikrocontroller mit geringem Stromverbrauch.

Option 1 funktioniert ohne zusätzliches Lernen, kostet Sie jedoch langfristig Batterien. Option 2 wird mehr Aufwand auf der Vorderseite bedeuten (Beschaffung und Programmierung von bloßen Mikrocontrollern), aber zu sehr vielen nützlichen Fähigkeiten und Frustrationen führen. Kommt darauf an, was du daraus machen willst.

inof
2012-10-10 21:19:53 UTC
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Beachten Sie, dass CR * -Zellen (Lithium) maximal etwa 4 mA liefern können. Beachten Sie die Angaben des Herstellers. Wenn Sie versuchen, mehr Strom zu ziehen, können diese wie Popcorn ausgasen und explodieren. Versuchen Sie daher, dies zu vermeiden.

Wenn Sie unbedingt Knopfzellen verwenden müssen, sind Zellen vom Typ LR * eine Alternative. Diese sind alkalisch (nicht Lithium) und können einen höheren elektrischen Strom liefern. Sie haben jedoch eine geringere Kapazität. Ich bezweifle, dass Sie ein Standard-Arduino-Board sowie mehrere LEDs mit Knopfzellen länger als ein paar Stunden mit Strom versorgen können.

Ich empfehle, sich einen anderen Mikrocontroller anzusehen. Es ist mehr Arbeit, aber es könnte sich lohnen, ein eigenes Board zu bauen, z. mit einem ATtiny bei einer viel niedrigeren Taktrate (Sie brauchen nicht 16 MHz, um nur ein paar LEDs zu blinken) und ohne den Overhead des USB-Chips. Dadurch wird der Stromverbrauch erheblich gesenkt. Sie sollten auch "ultrahelle" LEDs verwenden, da Sie diese mit nur 1 oder 2 mA betreiben können, während Sie bei 20 mA die gleiche Helligkeit wie eine normale LED erhalten.

Die LEDs mit hoher Leuchtkraft sind eine großartige Idee. AFAIK-Alkali- / LR-Zellen erlauben jedoch keine höheren Stromaufnahmen. Zum Beispiel listet [diese Toshiba-Seite] (http://www.toshiba-denchi.jp/ebattery/eng/pb5/index.htm) eine Standard-Stromspezifikation von nur 0,12 mA auf
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
2012-07-17 09:21:38 UTC
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Es gibt erhebliche Möglichkeiten, den Stromverbrauch in LEDs zu reduzieren. Verbringen Sie mehr Zeit mit der Suche nach LEDs mit höherem Wirkungsgrad zu geringen Kosten, sodass Sie anstelle von 20-mA-1 / 4W-Widerständen 2 oder 3 mA mit 1 / 8W-Widerständen verwenden und die erhalten können gleiche Helligkeit. Welche Farben und wie viele von jeder.

Typisches C von CR2032 oder 2 cm x 3,2 mm ist 225 mAh

Computer-Tastverhältnis (Ein / Gesamtzeit x Strom x Menge). ) = durchschnittlicher Strom der LEDs.

z 3 Sek. / 3 Std. X 20 mA x 6 LEDS = 3 / (3 × 3600) × 0,020 × 6 = 33 & mgr; A Durchschnitt Dauer (Std.) = C / A = 225 mAh / 33 uA ~ 6800 Std.

Wenn Sie längere Zeit möchten, können Sie effizientere LEDs auswählen und mit 10% Strom betreiben. Zum Beispiel 10.000 mcd anstelle von 1000 mcd oder sogar 100 mcd, je nachdem, was Sie erhalten haben.

Dies vernachlässigt natürlich den Stromverbrauch von Arduino, für den kein Strom angegeben ist.

(Ich würde blaue und weiße LEDs in Betracht ziehen, kostengünstig und hell bei niedrigen Strömen, aber das liegt bei Ihnen.)

Lithium-Knopfzellen haben eine geringe Kapazität, sind jedoch für Anwendungen mit geringem Strom in Ordnung.

copper.hat
2012-08-30 11:49:29 UTC
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Ich hatte ein kleines Projekt auf einem Atmel ATtiny2313, aber ich kann mir vorstellen, dass ähnliche Überlegungen zutreffen würden. Mein Ziel war es, 6 LEDs (2 gelbe, zwei weiße und zwei rote) für ungefähr 4 Stunden zu blinken. Ich habe sie (in der Software) abgetastet, um die Stromaufnahme zu reduzieren.

Ich habe 2xCR2016 (jeweils 3 V) mit einer kleinen Diode verwendet (um auf etwa 5 V abzufallen, nicht wirklich notwendig, aber ich bin konservativ). Der CR2016 ist halb so groß wie ein CR2032.

Ich hatte gehofft, beide in einen CR2032-Halter zu stecken, aber jeder Halter, den ich versuchte, hat die beiden Kanten kurzgeschlossen. Am Ende habe ich mit Shapelock einen Halter hergestellt (nicht ganz zufriedenstellend, aber praktikabel).



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