Aufwachen aus dem Tiefschlafmodus

Die meisten Mikros unterstützen einen Quarzoszillator mit 32,768 kHz und geringer Leistung mit einer Art Prescaler und Timer-Interrupt. Stellen Sie den Prescaler so ein, dass der Timer langsam zählt und die Unterbrechung zum gewünschten Zeitpunkt erfolgt.

Einige Mikros haben auch einen eingebauten Low-Power-RC-Timer, wenn das genaue Timing nicht kritisch ist.

Das Datenblatt für jedes Low-Power-Mikro listet die Leistung mit 32,768 Oszillator (und sonst nichts) auf. Es ist ziemlich nahe bei Null. Sie können rechnen, ob dies akzeptabel ist, und es mit dem vom Watchdog gezogenen Strom vergleichen.

OK, zum Beispiel beim msp430f2013, schauen wir uns die Leistung im Datenblatt an.

0,5 μA sind fast null, obwohl es das Fünffache des wahren AUS-Modus ist.

Für weitere Details können wir in das Datenblatt schauen.
Der Übergang von LPM4 (alles aus) zu LPM3 (Betrieb des Oszillators) ist die Differenz zwischen 0,5 μA und 1 μA.

Angenommen, die Batterie ist CR2032 mit 225 mAh Kapazität. Dann beträgt die Standby-Zeit in LPM4 etwa 50 Jahre und in LPM3 etwa 25 Jahre. 25 Jahre sind für viele Anwendungen lang genug, da der ON-Strom (während der Messung selbst) den Verbrauch dominiert.

Einige Teile haben ziemlich stromsparende Oszillatoren (einige uA) zum Aufwachen, und einige PICs haben auch Hardware, um eine sehr langsam ansteigende Spannung an einem Pin zum Aufwachen zu ermöglichen - dies kann von einem externen Kondensator stammen, der vor dem Schlafen eingerichtet wurde, um über den aufzuladen erforderliche Wachzeit.

Bei PICs mit RTCs kann die RTC in einen Alarmzustand versetzt werden, sodass sie die MCU zu einem bestimmten Zeitpunkt mit einem externen 32,768-kHz-Quarz aufweckt. Sie ziehen ~450 nA IIRC im RTC+Sleep-Modus, aber nur 20 nA bei ausgeschaltetem RTC.

AVR-Watchdog-Timer sind nicht so schlecht, wie Sie denken. Gemäß dem ATTiny13A-Datenblatt beträgt die Stromaufnahme im Power-Down-Modus bei 3 V 2 μA ohne aktivierten WDT und 4 μA mit. Sicher, es ist 2x mehr, aber der Strom selbst ist klein genug für etwa 6,2 Jahre Betrieb, was ungefähr der gleichen Zeit entspricht, die die Batterie ohnehin benötigt, um sich selbst zu entladen (Quelle: Mindesthaltbarkeitsdatum).

Darüber hinaus würde praktisch alles andere, was Sie an den μC anschließen, viel mehr ziehen. Tatsächlich besteht der schwierigste Teil beim Entwerfen einer solchen Schaltung mit geringem Stromverbrauch darin, den gesamten Strom im restlichen Schaltplan während der Ruhephase abzuschalten.

Die Aufwachverzögerung ist auch gut konfigurierbar, von ~ 12 ms bis 8 s, wenn der Speicher dient. Die tatsächliche Frequenz macht keinen merklichen Unterschied, wenn kurze Interrupt-Routinen verwendet werden: Ich kam damit davon, den ADC einzuschalten, einen 1K-Poti abzutasten, einiges aus den Ergebnissen zu berechnen und ohne merkliche Änderung des Gesamtverbrauchs wieder einzuschlafen ( mit einem großen Kondensator geglättet, um die Trägheit meines Multimeters auszugleichen).

Beachten Sie, dass der WDT kein genaues Zeitnahme-Tool ist, also sollten Sie vielleicht eine externe RTC anschließen. Diese können nur Nanoampere verbrauchen, also sollte es eine gute Paarung sein. Wenn die fragliche RTC regelmäßige Impulse erzeugen kann, könnten Sie diese anstelle des WDT als Ihre Weckquelle verwenden, auf Kosten des Verbrauchs eines Pins.