Frage zu Zellenspannung AA Batterie

[Henry]

Hallo,

ich bin gerade dabei ein Projekt zu entwickeln, welches am Ende im Batteriebetrieb laufen soll.
In diesem Projekt wird ein ATMega88 verwendet werden, der ja bis 10MHz mit 2,7-5,5V betrieben werden kann.
Ich Plane den Betrieb mit 3 Zellen (NiXx Akku oder Batterie)

Nun ist es ja bei NiXx Akkus so das bei einer Voll geladenen Zelle eine Spannung von 1,35V zu erwarten ist was bei 3 Zellen dann 4,05V entsprechen würde. Das läge ja voll im sicheren Bereich, mit reichlich Luft nach oben.
Wenn nun aber der Benutzer nicht Akkus sondern Batterien einsetzen möchte ist ja schon die Nennspannung mit 1,5V pro Zelle angegeben (also 4,5V bei 3 Zellen). Wie hoch ist denn die maximale zu erwartende Spannung bei einer neuen Batterie (pro Zelle)?
Kann ich da auch davon ausgehen das ich so 0,1-0,2V über der Nennspannung liege?

Danke schon einmal für die Hilfe

[Spessi]

Hallo,
ich würde meiner Meinung nach die Schaltung nicht direkt an den Batterien betreiben. Eine Batterie / Akku ist ja nicht sofort leer, sondern die Spannung sinkt langsam. Auch mit Spannungseinbrüchen wirst du dann rechnen müssen, der Microcontroller und andere Peripherie zieht ja im Peak auch einiges. (Wobei das durch nen Kondensator zu beheben sein müsste).

Empfehlenswert wäre hier die Verwendung von einem Schaltregler (Step-Up-Wandler/Aufwärtswandler).

Im Batteriebetrieb ist aber kein Linearregler wie z.b. der 7805 zu empfehlen - die haben einen zu geringen Wirkungsgrad.

Ein Step-Up-Wandler wäre dann schon ideal. Dort kannst du per Widerstand einstellen wie hoch die Ausgangsspannung sein soll. Hast du als beispielswiese 3V im Eingang dann wandelt er dir das hoch auf 5V. Sollte es dann auf 2,8V sinken hast du immernoch 5V.

Grüße

Edit (ein bisschen was im Post angepasst und noch ein zusätzlicher Link
http://www.rn-wissen.de/index.php/Spannungsregler

[Henry]

Hallo Spessi,

danke erst einmal für den Hinweis.
Die Idee finde ich nicht schlecht, kannst Du mir einen StepUp Wandler nennen? Damit habe ich noch nicht gearbeitet.

[Spessi]

Wieviel mA bzw. A wird deine Schaltung denn ziehen?

[Henry]

Wenn ich mal die Hintergrundbeleuchtung des LCD mit einbeziehe, denke ich das ich so max. 300-500mA sein könnten.

[Bumbum]

Wow, das werden aber dann Brummer an Akkus, oder die Laufzeit wird kurz. Da würde ich eher zu mehr Zellen raten und anstatt eines Step-Up einen Step-Down Wandler benutzen. Kommt aber darauf an, wie lange die Schaltung ohne Netz laufen soll.

[Spessi]

Hallo,
also dann wäre z. B. der LT1072 ganz brauchbar (Braucht nur wegen der geringen Frequenz eine recht hohe Induktivität).

Ansonsten kannst dir auch den MC34063 anschauen (den hat mir gerade ein Kollege empfohlen). Der soll wohl sehr günstig sein, braucht aber dafür recht viel externe Beschaltung.


Solltest du allerdings keinen Wert auf lange Lebensdauer der Batterien legen kannst du natürlich auch einen Linearregler, z. B. nen simplen 7805 hernehmen. Dann bräuchtest du aber eine höhere Spannung als 5V, damit er sie runterregeln kann.


[Da du auf deiner Homepage recht viel mit Modellautos hast frag ich jetzt einfach mal: steuert der ATMega auch einen Motor an? Wenn ja dann die Motoren _nicht_ mit den 5V vom Regler versorgen sondern direkt von den Batterien.]

[Spessi]

Wow, das werden aber dann Brummer an Akkus, oder die Laufzeit wird kurz. Da würde ich eher zu mehr Zellen raten und anstatt eines Step-Up einen Step-Down Wandler benutzen. Kommt aber darauf an, wie lange die Schaltung ohne Netz laufen soll.

Imho ist Step-Up-Wandler da die beste Methode. Die Schaltung direkt von Akkus / Batterien zu betreiben halte ich persönlich nicht für ideal.
Gute Step-Up / Step-Down Wandler haben nen Wirkungsgrad von 70-90%. Als Beispiel wären da z. B. die Wandler von Texas Instruments zu nennen, an die man aber leider nur als Sample kommt (und das als Otto-Normal-Verbraucher im normalfall auch nicht). Dort muss man nur die Eingangsspannung anlegen, mit einem Widerstand die Ausgangsspannung festlegen und schon läuft's. (Sind allerdings auch komplette Module).


Edit: Sorry, falsch gelesen! Habe gelesen "Da würde ich eher zu mehr Zellen raten anstatt eines Step-Up-Wandlers".
Frage: Wieso denn einen Step-Down-Wandler und mehr Zellen?

[Henry]

Mit diesem Projekt ist jemand an mich herangetreten und ich plante es mit Netzteil, da der Einsatz dieses Gerätes in vermutlich 99% der Fälle in der nähe eines Netzanschlusses stattfinden wird.
Aus irgend einem Grund wollte er es mit Batteriebetrieb haben und nun versuche ich einen möglichst eleganten Weg zu finden, da ich der selben Meinung bin wie Du mit der Laufzeit.

Eine Überlegung meinerseits war schon einen Festspannungsregler mit 3V zu verwenden um Schaltung und Display zu versorgen, die Beleuchtung direkt aus dem Akku und dann mit 4 Zellen.
Aber der Aufwand wird auf jeden Fall deutlich Umfangreicher als ich mir das eigentlich dachte.
Mein Favorit ist allerdings immer noch das Netzteil

[Henry]

...
[Da du auf deiner Homepage recht viel mit Modellautos hast frag ich jetzt einfach mal: steuert der ATMega auch einen Motor an? Wenn ja dann die Motoren _nicht_ mit den 5V vom Regler versorgen sondern direkt von den Batterien.]

Die Schaltung hat mit meinem Modellbau in diesem Fall nichts zu tun. Der Hohe Strom kommt nur durch die Hintergrundbeleuchtung des Displays zustande.
Der µC verarbeitet lediglich die Signale von max. 2 Hallsnsoren (die auch noch von der Schaltung gepeist werden), rechnet ein wenig und gibt die Daten auf dem Display aus. Die Beleuchtung ist mit 200mA angegeben, die restliche schaltung wir vermutlich auch mit unter 100mA auskommen. Der rest den ich angeben habe ist ein wenig resrve gewesen.