5V USV ohne Akkus sondern mit Caps?

[PsiQ]

Das mit dem Kondensator ist wenn es funktioniert zwar eine schöne Sache, aber die Goldcaps mit 5V Spannung kosten einiges.
PC-Mainboards werdens eit Jahrzenten im BIOS durch Lithiumzellen gepuffert. Das sind die CR2032 mit 3V Nennspannung, neu haben die aber auch 3,3V.
Wenn du eine Diode findest die dir bei deinem real benötigten STrom nur 0,3V Spannung als Vdrop verbraucht, kannst du die größere Variante der Zellen nehmen mit 3,6V Nennspannung.
Dann kommen noch 3,3V beim Controller an, und für kurze Zeit ist das auch mit hohen Strömen möglich. Vorteil bei kleinen Dioden: Der Vdrop sinkt wenn die heiß werden!!

Ich würde dir daher wenn du nun schon über einen Akku nachdenkst die Variante mit 10Jahres Lithiumbatterien raten. Wenn du davon 2 oder 3 nimmst, kann auch eine verrecken und es tut immernoch.
Die Zellen werden ja nur belastet, wenn kein Netz anliegt.

Wenn eine höhere Spannung durch Reihenschaltung (2x3,3V , 2x 3,6V) oder die Verwendung einer 9V Lithiumzelle möglich ist,
hast du durch anschließen vor dem Regler für deinen µC gar keinen Unterschied (Siehe Alternative im Schaltplan).
Fertige 9V Lithium Blocks sind aber sauteuer, da sind 4 x 3,6V Lithium AA (2xparallel, 2 Reihenschaltung) günstiger und bei dir passend!

Hab mal nochn Schaltplan zu meinem Vorschlag / Vorschlägen gemacht.

Achtung:
Für ein Reset des Mikrocontroller muss zwischen den Batterien und dem Controller dann noch ein Schalter oder Jumper rein!

edit: Ich habe beim oberen Schaltbild den Eingangskondensator vor dem Regler vergessen...

Bild hier  


edit2: Variante 2 mit Redundanz kostet komplett bei Reichelt (ohne Versand):
2x Diode SB350 = 2x 0,25€ = 0,50€ (Für 2x D5)
4X Batterien = 4x 3,50€ = 14€ (2x G3 und G4)
-------------------------------------
14,50€
Ohne irgendwelchen Hightech der kaputt geht, alles direkt verlötbar.

http://www.reichelt.de/Lithium-Batte...=0&OFFSET=500&
http://www.reichelt.de/SB-SKE-4F-Dio...=0&OFFSET=500&

[ichbinsisyphos]

so einfach ist das nicht.
Das "d" steht nicht für Delta, sondern für Differenzial

Lineare Näherung ist schon ok, wenn nicht stark entladen wird. 5->3.3V ist immer noch im oberen Drittel. Übrigens kommen ich für die lineare Näherung mit den ursprünglichen Annahmen auf knapp 12F und nicht 4F.

5V kann zwar kaum was anrichten, aber bei Farad-Kondensatoren wird mir schwindelig.

[Klebwax]

Was du als Bierbüchse bezeichnest geht wohl mehr in den Bereich Goldcap. Die können nicht den benötigten Strom von 2A liefern.

Aus einem Datenblatt / Beschreibung eines WIMA Supercaps:

Speicherkondensatoren mit sehr hoher Ladungsspeicherung und starker Kapazitätsausbeute.
Die Besondere Stärke liegt im schnellen Bereitstellen von Ladung für pulsartige Anwendungen. Mit Stromstärken bis mehrere 100 A, zu Modulen zusammengeschaltet sogar mehrere 1000 A. ....

Gibts bei Conrad

MfG Klebwax

[PsiQ]

Hmmm. Bei der Formel komme ich für 2.5 Ohm (bzw 5V 2A) auf :

C = [(10 Sekunden)2.5Ohm x ln(5V 5V - 3.3V))] = 3,7 F

Ist das nicht etwas wenig ??

Kopf-Formel:
1Farad = 1 AmpèreSekunde => 2Amp x 10sec = 20As => 20F .. Davon unter 50% nutzbar wären über 40F nötig.
(Ist schon lange her, eventuell hab ich auch falsch eingsetzt in der anderen Formel, bitte um Korrektur falls falsch)

Also trotz der einfachen Lösung mit "nimm eine Batterie" interessiert mich das jetzt, und ich hab mal noch eine (jetzt schon teurere) Lösung mit Kondensatoren überlegt.
Fertig zu kaufen gibts das aber so eh nicht.

Die Schaltung kommt so rechnerisch theoretisch auf 21 F VOR der Diode über die entladen wird, und bei stetig fallender Spannung beim Entladen der Kondensatoren.
Vermutlich muss man daher eher die doppelte Anzahl Kondensatoren verwenden!!

Über R1= 10K Widerstand wird der Ladestrom begrenzt,
auch um ein Gegenstrom über die Kondensatoren zum 5V Regler zu verhindern! Die Spannung der Kondensatoren steigt sonst theoretisch bis 6,9V,
was ja mehr als die 5V vom Regler sind.

Über die Z-Dioden werden die Kondensatoren beim Laden geschützt vor Überspannung und für gleichmäßige Verteilung.
Der 1M (oder 10M) Widerstand entlädt die Kondensatoren damits keinen Kurzen mit Lichtbogen gibt beim Aus/Umbau.
Der Strom fließt bei NetzUnterbrechung dann über D5 zum µC.

Wenn man das Ganze VOR einen Low Drop 3,3V Regler setzen würde und dahinter den µC, könnte man sich den 5V Regler sparen. Die Leistungshardware muss halt dann extra versorgt werden.

Sicherlich interessant, aber Platz und kostenintensiv, die Lithiumbatterien sind da billiger und einfacher im Verbauen.

Schaltung:

Bild hier  

edit: Schaltung R1 von 1K auf 10K erhöht da Spannung theoretisch höher als 5V vom Regler möglich. Strom liegt somit unter 1 mA von 6,9V zu 5V.
Hoffe jetzt passt alles.

- - - Aktualisiert - - -

Hier noch die Relaisversion vom Batteriebackup: (Spannung weg, Relais fällt ab, Batterien greifen.. Achtung, Relais braucht etwas Zeit (ms) zum Umschalten, das muss der Regler kompensieren!!)
Bild hier  

.. Ich mach jetzt mal was anderes ...

[Besserwessi]

Es ist wirklich die Frage wozu der µC so viel Leistung braucht. Normal braucht ein µC eher so 1-10 mA bei 3 V, wenn man es sparsam anlegt auch unter 0,1 mA. Dafür ist die Kondensatorlösung auch noch realistisch.

Die Rechnung über die Ladung ist schon fast richtig, es fehlt aber noch der Spannungshub, bzw. hier der erlaubte Spannungsabfall. Die 20 As könnte man also etwa mit 20 F und 1 V Spannungsabfall (z.B. 4,5 V auf 3,5 V) oder auch 10 F mit 2 V Spannungshub erreichen. Nutzbar ist die Ladung voll - da kommt also kein Faktor 50% dazu. Wenn man einen Schaltregler wählt, kann man ggf. noch etwas mehr der Energie nutzen. Hier hat z.B. ein 5 V 10 F Elko dann nach 0,5*C*U² eine Energie von 125 J. Bei einer Leistung von rund 4 W am Eingang des Wandlers wären das theoretisch 30 Sekunden. Allerdings kann man den Elko i.A. nicht ganz leer bekommen, sondern nur vielleicht 50-75% der Energie nutzen.