Spannung um 1 Volt erhöhen

[bertl100]

Hallo

kann mir jemand sagen wie ich aus meiner 3,6V Knopfzelle irgendwie mit gereinstem Aufwand so min. 4,6V herausbekomme? Einen eigenen Spannungsregler hab ich aufgrund der Knopfzelle nicht sonst könnte ich mit mit ein paar dioden raufdrehen.
Auf meiner kleinen Platine hab ich eine Knopfzelle und betreibe eine Mega8l der ja auch mit 3,6V arbeitet. Jedoch brauche ich für einen Sensor min. 4,6V um diesen zu betreiben.
Kann mir jemand weiterhelfen?

mfg

Bertl100

[-Hurricane-]

Hi,

wieso nimmst du nicht 2 Knopfzellen und regelst runter?

Das wäre doch einfacher oder?

Mfg Michi

[bertl100]

Also ich hab mir gerade die selbe frage gestellt da es ja Knopfzellenhalter für 2 Batterien gibt. Ich könnte dann mit einen Vorwiderstand von 20 Ohm die Spannung auf 5Volt runterbringen. Jetzt wird jeder schreien "OH NEIN" die Verlustleistung. Aber keine Angst die gesamte Schalrung benötigt so wenig strom bzw. Leistung dass der Voewiderstand fast nichts schlucken muss.

Falls noch jemand verbesserungsvorschläge hat dann bitte.

mfg

Bertl100

[kolisson]

braucht denn deine schaltung keine konstante spannung ?
auch die knopfzelle(n) entleeren sich ja ... dann ist ja die quellenspannung anders als berechnet ... von wegen 20ohm

andererseits kommts ja auf die schaltung an, ob die konstant das gleiche tut oder ob die was tut (arbeitet).
dann ändert sich ja auch der stromverbrauch der schaltung in abhängigkeit von der jeweiligen tätigkeit.

also sags uns ... was für ne schaltung ?

gruss klaus

[bertl100]

Ein Mega8l incl easy radio Modul und einem Kapazitiven Sensorschalter.
Am einem ganzen Port is noch eine Hardwareadresse angeschlossen die über Lötbrucken codiert werden.
Die meißte Zeit wird sowohl der Controller als auch das Funkmodul im Idle Modus sein und somir den Vorwiderstand nicht belasten, nur bei betätigung des Sensors wachen beide auf und in der kunzen Zeit des Sendens was etwa 20 ms dauert ist die Schaltung in Betrieb.
Achja der Sensor braucht auch nur so 5µA oder so.

[kolisson]

ja nun...
also das easy radio kenne ich nicht...

der mega 8l arbeitet doch auch mit 2,8 volt.
der mega 88V geht da noch tiefer und verbraucht im schlafmodus nur noch mikroampere...und ist pinkompatibel

we in deiner schaltung will denn 4,6 volt haben ?
ist der easy-radio ?

-------------------------------------
mir fällt hier spontan dolgendes ein:

1. ein portpin des mega zu verwenden , um eine ladungspumpe zu realisieren. die könnte dann bei bedarf eine höhere spannung erzeugen
oder einen supercap laden oder die knopfzelle ist ein recharable und wird geladen.

2. wenn geht (aus sicht des radioteils ) dann die ganze sache runterbrigen in der versorgunsspannung... dann reicht eine zelle.

3. wenn es darum geht.. das ganze zu stabilisieren hilft vielleicht ein low-drop oder Ultra low drop regler

aber die sache mit der ladungspumpe finde ich am besten...

ich könnte mir vorstellen, dass ein komparator die spannung am supercap überwacht. sollte diese unter die gewünschte schwelle fallen, wird der mega per int aus dem schlaf gerissen und macht so, als wäre er ne ladungspumpe und lädt den cap wieder auf...
dann geht er wieder schlafen.

gruss
klaus

[bertl100]

Der Sensor benötigt mimimum 4,6 V um das elektrische Feld zu erzeugen ansonsten hast du recht, keiner braucht mehr als 3 Volt.
Was glaubst du:
Für einen SMD Spannungsregler hab ich jetzt etwas Platz gemacht, wie wirkt sich das auf die Lebensdauer der Knopfzellen aus? (Sollte eigentlich auch nur unter Belastung einen Verlust bringen oder?

[BASTIUniversal]

Hi!
Was für eine Knopfzelle wolltest du denn verwenden? Das EasyRadio nimmt im Betrieb um die 24mA auf...je nach Zelle ist das schon zuviel Strom!

Wenn dein Sensor wirklich nur 5µA nimmt, dann ist eine Ladungspumpe (wie von kolisson schon vorgeschlagen) ideal und verspricht den höchsten Wirkungsgrad bei relativ geringem Preis.

MfG
Basti

[bertl100]

Hab mich jetzt entschieden 2 2032 er Zellen in Serie zu verwenden, das sind dann so um die 700 mAh.
das easy radio (transmitter only!) braucht im "Sendebetrieb" 25 mA. ansonsten ist es soweit ich es nachgelesen habe im Idlemode bei 120µA.

[kolisson]

okay dann ...
ich hoffe, es klappt alles wie du willst

[BASTIUniversal]

Also ich hab jetzt mal über Google ein paar Datenblätter von CR2032 Lithiumzellen rausgesucht. Die Standard Zellenspannung liegt bei 3V und die Jungs sind auf einen Strom von unter 1mA ausgelegt. Der maximale Strom liegt bei etwa 3-7mA (Herstellerabhängig), wobei die Spannung schnell auf unter 1V einbricht.
Die Kapazität liegt bei etwa 200-300mAh.

Aufgrund dieser Daten würde ich vermuten, dass die Geschichte an den Knopfzellen nicht funktioniert!

[avion23]

Zwei in Serie würde ich nicht benutzen --> Explosionsgefahr, keine höhere Kapazität, Spannungsregler frisst viel Strom im idle.

Lieber Ladungspumpe oder step-up regler. Chip induktivitäten bei reichelt kosten fast nichts und bei dem niedrigen strom reicht vielleicht ein bss138 o.ä. zum durchschalten.

[bertl100]

Ich hab nicht gewusst , dass die Knopfzellen auf 1 mA Dauerbetrieb ausgelegt sind??????
schäm mich!!!!!
Hat jemand eine Idee wie ich für die Dauer der Transmission die etwa 30 ms dauert genug Strom etwa aus nem ELKO oder so bekomme ohne die Knopfzelle zu sehr zu belasten? Schaltung oder so.

[bertl100]

habs jetzt nachgelesen max Dauerstrom liegt bei 3 mA das macht dann bei 2 Zellen 6 mA. Da ich diesen Strom nur sehr kurze Zeit benötige, kann das nicht auch funzen?

[kolisson]

2 zellen in reihe machen doch nicht 6 aus 3

[bertl100]

Stimmt sorry, meinte parallel was bei mir nicht geht!!

[kolisson]

also doch der supercap mit ladungspumpe ;) ... oder der 88V und ein anderer transmitter.

oh ... ist das leben anstrengend...

[bertl100]

Wie realisiert man eine Ladungspumpe mit nem Supercap?
Gibts da Beiträge für?

[Besserwessi]

Für die Ladungspumpe braucht man keinen Superkondensator. Bei dem wirklich kleinen Strom reichen da kleine Keramische von z.B. 100nF und eine PWM Ausgang des AVR. Das hat bei mir sogar für eine LM324 gereicht (ca. 2 mA).
Die Schaltung sollte hier :
http://de.wikipedia.org/wiki/Ladungspumpe
erklärt sein. Hier reicht schon eine Stufe aus.

Allerdings gibt die Ladungspumpe die doppelte Spannung weniger der Verluste an den Dioden. Das sollte in diesem Beispiel etwa 2*3.6 V - 2*0,6 V = 6 V am Ausgang geben.

[PICture]

Hallo!

Die einfachste Lösung habe ich im Code skizziert. Ich habe angennomen, dass in der Zeit von 30 ms der Strom 25 mA entnommen wird und die Spannung um 10% abfällt.

Der Widerstand 2k sollte bei leerem C den Ladestrom auf ca. 3,6 mA begrenzen. Der C wird sich nach dem Senden durch den R wieder auf volle Batteriespannung aufladen. Die Zeit dafür habe nur geschätzt aber 1s sollte ausreichend sein. Bei größerem zugalassenem Spannungsabfall kann der C entsprechend kleiner werden (z.B. für 20% ca. 47 µF).

MfG

R 2k
___ .--------.
+-|___|-+-----| |
+| |+ | Sender |
- C === | |
Bat.--- 100µ/-\ +-| |
7,2V | | | '--------'
- === ===
--- GND GND
-|
===
GND

[bertl100]

@PICture

In deinem Beispiel ist kein 7805 vorhanden. Da ich mit 2 Knopfzellen arbeiten will um die Kapazität und lebensdauer der Schaltung zu erhöhen, wollte ich einen 7805 zur stabilisierung verwenden
Könntest du mir das bitte nochmal miteinfügen?
Wäre sehr dankbar für deine Mühe

mfg

Bertl100

[PICture]

Der 7805 ist aber fur deine Anwendung nicht besonders gut, weil er min. 2V Unterschied zwischen Ein- und Ausgangsspannung braucht. Viel besser wäre s.g. low drop Spannungsregler der nur um 0,5V braucht. Er kann auch für kleinere Ausgangspannung sein (z.B. 3,3 V), weil sie sich durch Rückkoplung auf 5 V erhöhen lässt.

MfG

+5V

A
|
|
____ | R 2k
| | | ___ .--------.
+------+-|7805|-+----|___|-+-----| |
+| | |____| | |+ | Sender |
- C1--- | ---C2 C === | |
Bat.--- µ1--- === ---µ1 100µ/-\ +-| |
7,2V | | GND | | | '--------'
- === === === ===
--- GND GND GND GND
-|
===
GND

[kolisson]

hallo ihr... da bin ich auch mal wieder:

ich stimme "picture" vollkommen zu:
der ruhe- oder querstrom durch einen 780x ist einfach sehr gross.
das gleiche haben wir natürlich auch bei lm317 und konsorten.

wenn man einen atmega in den tiefsten schlaf schickt.. rechnet man dann naturgemäss mit einem stromverbrauch im 0,0xx Milliamperebereeich.

dem ist aber nicht so.. der spannungsregler geht nicht schlafen und verbraucht ständig ein mindest 10-faches...

resumee:
so geht es also nicht !
am besten die versorgungsspannung (batterien oder akkus) ist so ausgelegt, dass man im erlaubten ramen der verwendeten bauteile liegt.

das geht bei atmels .. da die ja oft zwischen xx und 5 volt funktionieren.
sobald peripherie dazu kommt, wird es wieder schwierig.

ich hatte oft das problem, dass ich 6Volt BLEI-GEL akkus verwenden wollte.
ein BG-Akku hat also nominal 6 Volt. beim laden wird er aber so gegen 7,5 Volt streben.

hätte er nun ständig 7,5 volt dann wäre alles in butter... da wir dann 2,5 volt oberhalb der gewünschten spannung sind.
leider geht der akku aber im betrieb so auf 6 oder 5,9 volt runter.
da kann dann ein spannungsregler nichts mehr machen ...

wir kommen also in den bereich einer sogenannten "Milchmädchenrechnung" .

eine .. für mich ... zufriedenstellende Lösung ist folgende Schaltung:

http://farm4.static.flickr.com/3086/3147577767_3b34b6cd59_o.jpg



dies ist eine hausgemachte LOW-DROP Spannugngsregelung,
die meines erachtens ganz gut funktioniert.

ich würde sagen, dass diese art der spannungsregelung für atmels ganz gut funktioniert.

gruss klaus

[Besserwessi]

@kollision:
Die Spannungsreglerschaltung ist gut gemeint, aber moderne low Drop regler wie ein LP2950 sind deutlich besser. Auch da gibt es so weit ich weiss noch bessere.

Weil man die 4,6 V ja für den immer laufen den Sensor baicht, war die Idee mit dem Supercap und der Ladungspumpe gar nicht so schlecht. Eventuell könnte da aber auch eine normaler größerer Elko reichen. Alle paar Minutem oder So wacht der Mega8 auf und läd über die Ladungspumpe den Kondensator auf etwa 5 V auf, oder wieviel der sensor noch verträgt. Die Abschaltung des Ladens wird aber nicht unbedingt so einfach.

[PICture]

Wenn die Stabilisierung nicht sehr genau seien muß, könnte man sich mit SMD Bauteilen etwas Einfaches bauen (siehe Code). Der Rs ist fürs Starten unter Belastung zu ermitteln. Der Spannungsregler ist sogar Kurzschlußfest.

MfG

Rs
___
+-|___|-+
| |
Eingang >-------+-- --+-+-----+-------> Ausgang
A V / |A | A
| T1 --- z| .-. |
| | A|Uz | |R1 |
| | Dz || | | |
| | | '-' |
| | | | |
| \| | | |
| T2 |---|-----+ |
Ui| <| | A | |Uo
| | | | | |
| +-----+ | | |
| | A Ub| | |
| .-.| |.-. |
| Re| ||Ue || |R2 |
| | || || | |
| '-'| |'-' |
| |
=== === === ===
GND GND GND GND

[bertl100]

Dann werd ich den low drop verwenden und VIELEN DANK für eure ausführlichen Antworten!!!!!

mfg

Bertl100

[bertl100]

Noch eine Frage bezüglich des ELKO´s. 100µF is klar nur die Nennspannung ist nicht klar.
Kann ich einen ELKO mit 6V genauso verwenden wie einen für 16V??
Ich lade ja nur mit 5V bzw. weniger mit Vorwiderstand. Was passiert mit der Spannung beim Entladen? Wird die höher und für mein Modul gefährlich?

mfg

Bertl100

[kolisson]

@Besserwessi
na klar sind die käuflichen low drop regler besser.
aber das gezeigte ist entstanden, weil ich mal etwas brauchte und nicht auf die nächste bestellung warten wollte.

gruss klaus

[PICture]

Hallo!

@ bertl100

Der Elko soll für max. mögliche Spannung vorgesehen werden, also in deinem Fall z.B für 10V. Wenn aber sicher ist, dass auf dem Elko kann nicht höhere als 6V spannung vorkommen, kannst du natürlich einen Elko für 6 V nehmen.

Beim Entladen des Elkos kann die Spannung nur Fallen und nicht wachsen und kann nie höher werden als die Spannung zu welchem der Elko geladen wurde.

MfG

[bertl100]

Alles klar Vielen Dank nochmal!!!

[PsiQ]

Schau mal noch das hier an, da ist schön viel Text dabei ;-)
http://www.sprut.de/electronic/switch/minus.html#pumpe

http://www.sprut.de/electronic/switch/smallup/smallup.html#problem

du könntest auch einen 3,3V : 3,3V Regler verwenden.
Wenn der galvanisch getrennt ist hast du für nen Eingangsberiech 3,3V +/- 10% deine 3,3V am Out
und
da galvanisch getrennt hast du auch 3,3V+3,3V = 6,6 Volt.
Braucht halt nen enable Pin zum Ansteuern per Ic, sonst wirds nix mit Effizienz.
Aber son kleiner Selbstbaustepup ist sicher billiger/einfach möglich.