EEprom bei tiefen Temperaturen

[Thegon]

Hallo allerseits,

ich möchte mir einen kleinen Temperaturlogger bauen, der 6 mal pro Tag die Temperatur aufzeichnet, in einen EEprom.
So weit kein Problem, doch da das Teil dann im Winter etwas höher (Seehöhe) arbeiten soll, und ich mit Temperaturen von bis zu -30°C rechne, macht mir der EEprom Sorge. Der AVR ist laut Datenblatt bis -55°C tauglich, und der Temperatursensor auch.

Der EEprom, den ich habe und gerne verwenden möchte, ein 24LC16B (Datenblatt) ist nur von 0°C bis 70°C spezifiziert. (Es gibt zwar noch die Industrial - Version, aber die habe ich nicht). In den Absolut - Maximum - Ratings jedoch steht, dass mit angeleger Versorgungsspannung bis zu
-65°C möglich sind, also mehr als genug.

Deshalb meine Frage: Glaubt ihr, dass er das durchhält und funktionstauglich bleibt? Also diese Extremtemperaturen werden wahrscheinlich nur an wenigen Tagen im Winter und auch nur in der Nacht auftreten, aber ein paar Minusgrade könnte es schon öfter haben, klar im Winter.
Das Teil ist jetzt auch nicht besonders wichtig / trägt keine besondere Verantwortung, das ist nur zum Spaß bzw. weil es interessant ist. Nur wenn er ganz sicher nicht funktioniert, dann brauche ich es ja gar nicht erst zu probieren.

Um Strom zu sparen (das Teil läuft Batteriebetrieben), habe ich es vorgesehen, dass der ganze EEPROM mit seiner Versorgung und den I2C - Pullups an einen Pin des AVR anzuhängen, sodass dieser 6 mal am Tag, wenn eine Messung durchgeführt werden soll, aktiviert wird.
Das habe ich auch ausprobiert und läuft bei Zimmertemperatur wunderbar.

Danke für eure Meinung / eure Antworten

Mfg Thegon

[PICture]

Hallo!

Ich befürchte keine gravierende Gefahren fürs EEPROM, höchstens beim Löschen. Du kannst aber das ganze in Styroporgehäuse stecken, was die grosse Schwankungen der Temperatur "glätten" sollte. Habe aber keine praktische Erfahrung damit, also am besten schon jetzt im Gefrierschrank auszuprobieren, bevor Winter kommt ...

[Thegon]

Styroporgehäuse in Wasserdichter Tupperbox ist eingeplant, doch da ich auch nicht genau weiß, wieviel das bringt, habe ich mal nach dem Worst - Case gefragt.

Noch eine Frage hätte ich:
Der Logger soll Batteriebetrieben (von ein paar Monozellen) laufen, und da ändert sich ja im Laufe der entladung (und auch villeicht bei Temperaturschwankungen) die Spannung, wäre also nicht ganz verkehrt, wenn man diese ein bisschen Stabelisieren könnte (nur Step - Down oder so)
Das Problem an herkömmlichen kleinen Stabelisatoren wie z.B. dem KA78L05 ist halt, dass die einen viiieeel zu großen Eigenstromverbrauch haben, wenn noch gar keine Last drahnhängt. Die Ganze AVR - EEROM - Temperatursensor - Konstruktion verbraucht im Mittel nämlich nur ca. 12 µA, es wäre also blöd, wenn die Stabelisation noch mehr verbrauchen würde.
Wie könnte ich denn so eine Spannungsstabelisation realisieren, deren Eigenstromverbrauch im Bereich weniger Microampere liegt, oder noch weniger?

Mfg Thegon

[PICture]

Ist die stabiliesierte Spannung überhaupt nötig ? In welchen Grenzen, laut Datenblätter von allen Bauteilen, darf sie sich ändern ?

[Thegon]

Naja, im Prinzip hast du recht, alle Bauteile können bis 3V hinunter arbeiten.
Die Idee an der Stabelisation wäre hauptsächlich gewesen, dass ich dann z.B. 12V reinschicke, und es bei der hälfte dieser Spannung, also 6V, noch immer funktioniert. Ich weiß eben nicht so genau was die Monozellen zu diesen tiefen Temperaturen sagen. Große Ströme werden ja nicht gebraucht, während einer Messund so um die 15 bis 20 mA, und das nur eine Sekunde lang, sonst halt die üblichen 8 bis 10 µA.
Naja, etwas Tiefkühltruhenforschung werde ich wohl doch betreiben müssen

Mfg Thegon

[PICture]

Als Spannungsregler ohne eigenem Stromverbrauch ist mir nur das eingefallen:

                +--------+
                |        |
                |       /_\
                |      (/ \) Konstantstromquelle
                |      (\_/)
               +|       \_/
     Batterie   -        |
               --- .-----------.
               -|  |           |
                |  | Schaltung |
                |  |           |
                |  '-----------'
                |        |
                +--------+

(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

Das eignet sich aber nur fur Schaltungen mit permanenten Stromverbrauch. Möglicherweise könnte man paralell zu der Schaltung einen kleinen Akku (z.B. Memopuffer) bzw. Goldkap anschliessen, der die Spannung für nötige Messzeit noch stabil halten könnte und danach sich langsam wieder auflädt.

[Stone]

Nimm einfach 3 Lithium-Batterien z.B. Energizer L91 in Reihe dann hast du 4.5V die sind bis -40°C freigegeben und ham rund 3Ah@25mA bei -40°C. Mit 12µA kommst du auf ca. 28 Jahre Dauerbetrieb . Mit Alkaline Monobatterien würd ich da nicht rumspielen. Alkaline verlieren Rapide an Kapazität wenns kalt wird.

Zum 24LC16B (0-70°C). Mit großer Wahrscheinlichkeit wird es klappen blos der Hersteller gibt dir keine Garantie drauf das es klappt.

Vergleich
Lithium(http://data.energizer.com/PDFs/lithiuml91l92_appman.pdf)(Seite 4)
Alkaline(http://data.energizer.com/PDFs/alkaline_appman.pdf)(Seite 5)


Gruß Matthias

[triti]

> Styroporgehäuse in Wasserdichter Tupperbox ist eingeplant,
Eingraben. > 60cm.

[Thegon]

Danke für eure Antworten!

@triti
Das mit dem Eingraben wird vermutlich etwas schwierig, denn da oben ist alles recht Steinig und ich glaube nicht, dass man da so einfach ein 60cm Loch graben kann, aber ich lasse sowieso ein längeres Kabel von Sensor zum Controller, und sollte sich einen geeignete Stelle ergeben, dann werde ich das machen, danke für den Tipp!

@Stone:
Das wäre natürlich eine sehr schöne Lösung. Ich werde mal gleich morgen ein bisschen schauen ob ich solche bekommen kann.

Ich habe gerade die Controllerplatine fertig, diese habe ich jetzt mal an einen einfachen 3er Alkaline versorgt und in der Tiefkühltruhe versenkt
Die Loggabstände sind auf 24s verkürzt, und der EEprom auch nur mit einem Muster vollgeschrieben, sodass morgen in der Früh der EEprom voll ist, dann mal schauen, was dabei rauskommt

Mfg Thegon

[H2R2]

In der Regel funktionieren EEPROM auch bei bei -30 Grad, nur werden die Datenblattwerte für 0-70 Grad unter Umständen nicht erreicht (auch nicht garantiert). Einige kritische Parameter ist die Treiberfähigkeit der Ausgänge, Zugriffszeiten, Versorgungsspannungsbereich und Stromaufnahme. Also einfach die Toleranzen im Datenblatt nicht ausreizen und schauen ob es bei -30 Grad funktioniert. Eine Isolierung um das ganzen System hilft sicher(hauptsächlich der Batteriekapazität) und Feuchtigkeit sollte auch keine hineinkommen.

Viel Spass beim Testen!