Wie verbrauchen Digitaluhren so wenig Strom (und wie mache ich das?) [duplizieren]

Der Titel der Frage ist ziemlich selbsterklärend.

Ich habe eine schnelle Berechnung auf der Rückseite des Umschlags für meine eigene digitale Taschenrechneruhr (die Casio CA-53W für Interessierte) durchgeführt. Die Batterie soll mit der 90-mAh-Knopfzelle im Inneren etwa 5 Jahre halten. Dies bedeutet, dass die Uhr verwendet werden muss

0,090   A H   /   ( 5   j e A R S ∗ 365 D A j S j e A R ∗ 24 H Ö u R S D A j ) = 2.055 × 10 − 6
oder knapp über 2 µA !!!

Jetzt weiß ich, dass der allgegenwärtige ATMega328p mit genügend Optimierung nur 1 µA verbrauchen kann, und es gibt spezialisierte Mikrocontroller da draußen, die noch weniger verbrauchen, sagen wir in zig Nanoampere ...

...aber was ist mit dem Display? Meine Uhr zeigt die Zeit auf einem 7-Segment-LCD an, und das Display ist nie ausgeschaltet. Wo um alles in der Welt finde ich ein Display, das nur etwas in der Größenordnung von 1 oder 2 µA verwendet?

(Übrigens versuche ich gerade, eine eigene einfache Reverse Polish-Rechneruhr zu machen, ähnlich wie das µwatch-Projekt auf calcwatch.com, aber mit Schwerpunkt auf langer Batterielebensdauer.)

Müsste ich ein FPGA kaufen, meine eigene Logikschaltung darauf schmelzen und irgendwie das Display aus einer alten Uhr hacken, um diese Art von Ergebnissen zu erhalten? Gibt es einen einfacheren Weg?

Das liegt daran, dass die Uhr nur einmal pro Sekunde aktualisiert wird, was für einen Mikrocontroller eiskalt ist, und die verwendeten Displays wirklich nicht viel Strom verbrauchen.
Die Digitaluhr verwendet einen 32-kHz-Kristall, um einen Zähler zu betreiben. Und das ist es auch schon. Es gibt keinen Prozessor. Das LCD-Display benötigt sehr wenig Strom.
Das LCD muss immer noch mehrmals pro Sekunde aktualisiert werden
Ich bin mir mehr oder weniger der Tricks bewusst, um weniger Strom auf einem Mikrocontroller zu verbrauchen, aber wo bekomme ich diese Glas-LCD-Displays in die Hände?
Der Chip, der die Uhr antreibt, wird speziell dafür gebaut, sehr langsam mit sehr niedrigem Ruhestrom zu laufen. Viele Mikrocontroller haben viel zu viel Leckstrom. FPGAs kommen überhaupt nicht in Frage, sie können viele mA Leckstrom ziehen, noch bevor sie konfiguriert sind. Es gibt alle möglichen Tricks, die Sie als Schaltungsdesigner anwenden können, um Schaltungen mit sehr geringer Leckage (wenn auch ziemlich langsam) zu erhalten. Eine Technik ist die Subthreshold-Logik, bei der die Transistoren niemals vollständig einschalten. Es ist möglich, dass auf diese Weise gebaute Chips weniger als 1 % der Leistung eines herkömmlichen Chips verbrauchen.
@Mahkoe: klingt nach einem coolen Projekt. Bitte senden Sie mir eine E-Mail, wenn Sie eine gute Quelle für Low-Power-Displays finden, insbesondere wenn sie nicht bereits unter opencircuits.com/watch_display aufgeführt sind .

Antworten (1)

Suchen Sie nach einem Mikrocontroller, der zum Ansteuern von LCD-"Glas" entwickelt wurde, und verwenden Sie einen langsamen Takt (z. B. 32,768 kHz).

Der LCD-Treiber ist nicht besonders speziell. Was bei der Uhr zählt, ist nicht, langsam laufen zu können (die meisten Mikros können das), sondern nur die RTC-Funktion ausführen zu können, während der Rest schläft.
haben die meisten nicht auch einen Schlafmodus?
Es geht nicht darum, "einen" Schlafmodus zu haben, sondern darum, einen zu haben, in dem eine RTC weiterläuft. Nicht wenige haben das nicht - obwohl einige möglicherweise in der Lage sind, einen Allzweck-Counter-Timer am Laufen zu halten, der eine sehr kleine Menge an Software-Aufmerksamkeit von der CPU in einen verwandeln könnte.
Dies beantwortete tatsächlich meine Frage, da ich mich hauptsächlich für Low-Power-Displays interessierte und den Namen nicht kannte. Ich wusste nur, dass sie LCD waren. Danke!
@ChrisStratton Sie brauchen keine RTC, sondern nur einen Zähler (und das haben alle), Sie müssen bereits mehrmals pro Sekunde aufwachen, um das LCD zu warten, ein 8-Bit-Zähler mit einem ÷16-Prescaler wäre ausreichend.
@Jasen - Die Möglichkeit, einen Allzweckzähler / Timer mit unabhängiger Stromversorgung zu verwenden, wurde bereits in dem Kommentar angesprochen, auf den Sie geantwortet haben.
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