Richtige Art, einen Stromkreis mit 2 AA-Batterien mit Strom zu versorgen [geschlossen]

1. Ursprünglich wurden alle Mikrocontroller entwickelt, um mit 5 V zu arbeiten. Dann wurde die 3,3-V-Logik eingeführt, und Mikrocontroller kamen heraus, die mit dieser Spannung betrieben wurden. Seitdem sind dies die beiden Standardspannungen, wobei 3,3 V am beliebtesten sind. Obwohl viele Mikrocontroller auf 2,7 oder 2,6 V oder sogar noch niedriger heruntergehen können, ist es meiner Meinung nach am besten, sie mit 3,3 V zu betreiben, da viele Peripheriegeräte auch dafür ausgelegt sind.

2. Sie möchten einen Aufwärtsregler wie den MAX756 mit einem Ausgang von 3,3 V bei 300 mA verwenden. Es nimmt den Ausgang der AA-Batterien und hält die Vdd des Mikrocontrollers konstant auf 3,3 V, wenn sich die Batterien entladen. Es ist in Einzelstückzahlen für 5,43 $ bei Digi-Key in einem 8-Pin-DIP-Gehäuse erhältlich.

Frische AA-Batterien beginnen irgendwo zwischen 1,50 V und 1,65 V. was für zwei von ihnen zu 3,0 V bis 3,3 V funktioniert. Dies bedeutet, dass die Batteriespannung niemals die Boost-Spannung von 3,3 V überschreitet.

3. Da die Vdd des Mikrocontrollers über der Batteriespannung liegt, können Sie die Batteriespannung direkt in einen analogen Eingang Ihres Mikrocontrollers einspeisen und mit dem ADC lesen.

4. Wenn Sie befürchten, dass Sie die Batterien falsch herum einlegen könnten, können Sie eine Schottky-Diode zwischen den Batterien und dem Eingang des Aufwärtsreglers einbauen.

5. Was Pullup-Widerstände betrifft, so wird, wenn die Schaltung so ausgelegt ist, dass der Widerstand mit dem Knopf geerdet wird, wie unten gezeigt, kein Strom gezogen, wenn der Schalter geöffnet ist.

1-) Würden Sie eine höhere Spannung als die Arbeitsspannung der MCU bevorzugen? Warum?

• Durch die Verwendung einer höheren Spannung können Sie einen billigen Linearregler verwenden, um die MCU-Spannung bereitzustellen.
• Durch die Verwendung einer höheren Spannung können Sie die Anzahl der Batterien und damit die Kapazität erhöhen.

Die Spannung einer AA-Batterie sinkt, wenn sie verwendet wird. Für 2 AA-Batterien benötigen Sie einen Aufwärtswandler, um die 3,3 V zu erzeugen, die die MCU benötigt. Frische AA-Batterien beginnen bei etwa 1,6 V, entladen sich aber am Ende ihrer Lebensdauer auf etwa 1 V.

2-) Es gibt viele Batteriemanagement-ICs. Würden Sie einen Schaltkreis / IC (Regulierung usw.) zwischen Batterie und MCU verwenden oder Batterie und MCU direkt verbinden?

Sie würden einen Aufwärtswandler verwenden. zB http://www.ti.com/lsds/ti/power-management/step-up-boost-converter-products.page

Persönlich verwende ich einen LTC3525-3.3V, aber sie werden ein bisschen teuer.

3-) Wie würden Sie die Batteriespannung ablesen? Mir geht es um die Verwendung von Atmegas interner Referenz 1V1.

Verwenden Sie die 3,3-V-VCC als Referenz und lesen Sie die Batteriespannung direkt an einem der ADC-Pins ab.

4-) Muss ich eine Diode für Sperrspannung verwenden?

Nicht, wenn Sie einen Aufwärtswandler mit Verpolungsschutz verwenden.

5-) Normalerweise werden Tasten mit einem 10K-Pull_up verwendet, der beim Drücken der Taste 300 uA zieht. Zieht es Strom, auch wenn es nicht gedrückt wird? Hast du einen höheren Widerstand?

Nein, es zieht keinen Strom, wenn es nicht gedrückt wird und der MCU-Pin auf Eingang eingestellt ist. Die MCU verfügt über interne Pullup-Widerstände, die Sie trotzdem verwenden können, sodass Sie den 10K-Pullup-Widerstand nicht benötigen. Wenn Sie wirklich wenig Strom benötigen und einen Open-Collector / Knopf haben, der häufig eingeschaltet ist, können Sie einen 220-K-Pullup-Widerstand einsetzen und die internen Pullup-Widerstände ausschalten.

Meine Schaltung besteht aus einem Atmega328p, einem 900 MHz RF, 2 Tasten und 3 LEDs. Bei normaler Last zieht er 60mA. Ich versuche, es durch Schlafmodi wirklich kurz zu halten.

ATMega328P verbraucht im Betrieb etwa 6 mA und kann im Ruhezustand weniger als 100 uA betragen.

Wenn Sie tatsächlich ein Arduino-Board verwenden, werden weitere 10 mA IIRC vom Linearregler und mehr vom USB-Seriell-Konverterchip verwendet. Durch die Verwendung eines Aufwärtswandlers sparen Sie daher viel Strom.

Wenn Sie Ihr eigenes benutzerdefiniertes Board haben, sind Ihre Sorgen um die Stromversorgung auf etwas anderes zurückzuführen, wahrscheinlich auf die 900-MHz-HF. Da würde ich nach Sparmöglichkeiten suchen. Wenn es sich um ein XBee handelt, stellen Sie es auf Schlafzyklus ein.

1) Überschreiten Sie nicht die Spannungsspezifikation der MCU, da es sonst zu Schäden oder Fehlfunktionen kommen kann.

2) Eine 1,5-Volt-Batterie liefert tatsächlich mehr als 1,5 Volt, wenn sie frisch ist, es können 1,6 V sein. 2 frische Batterien liefern 3,2 Volt.

3) Theoretisch könnten Ihre 2 AA-Batterien den Mikrocontroller mit Strom versorgen und innerhalb der Toleranz des Spannungsbereichs liegen, den die MCU verarbeiten kann. Aber die Batterien trocknen und die Spannung fällt ab.

4). Empfehlung: Verwenden Sie einen Power-Management-Chip und halten Sie die Spannung während der gesamten Lebensdauer des Akkus schön stabil, während er sich entlädt.

Um Ihre Frage 5 zu beantworten: Ja, Sie können einen höheren Widerstandswert für R1 haben. Je höher Sie gehen, desto niedriger ist der Strom, wenn S1 gedrückt wird. Dies ist offensichtlich besser für eine längere Batterielebensdauer, wenn S1 für längere Zeit gedrückt wird.

Der Logikeingang benötigt jedoch Strom, um korrekt zu funktionieren, daher gibt es eine Obergrenze für den Wert von R1. Wenn es zu hoch ist, funktioniert die Schaltung nicht richtig. Aber es gibt normalerweise eine ziemlich große Variation des Werts von R1, der verwendet werden kann.

Möglicherweise können Sie den höchstmöglichen Widerstand berechnen, wenn Sie die technischen Daten des Eingangs kennen. Wenn Sie das nicht können, sehen Sie sich um, welche Art von Werten andere Designs für diese Art der Implementierung verwenden.