Fórum témák

» Több friss téma
Fórum » Vezetéknélküli szenzor - tápellátási kérdések
Lapozás: OK   1 / 1
(#) gosztola.laszlo hozzászólása Nov 1, 2013 /
 
Sziasztok!

Esélyes, hogy van már hasonló téma, de nem tudom, mire kellene pontosan keresni.
A terv: hőmérséklet / páratartalom adatgyűjtő rendszer létrehozása. Van jó pár hasonló project a neten, néhányat át is néztem, hasonló lesz a sajátom is.
Elképzelésem szerint a mérőszenzorban lesz egy RFM12B modul a 433 MHz-es kommunikációhoz, egy DHT22/AM2302 hőmérséklet/pára szenzor, illetve fényérzékelőnek egy Light Dependent Resistor. Táplálásnak 1 db CR2032 forma elemet gondoltam, hogy kicsiben össze lehessen tenni. Ami az egészet összefogja, az egy picoPower-es Atmel MCU lenne (első körben 2313A-t néztem ki, de nincs benne ADC, ami kellene az LDR-hez)

A project hobbi célú, nem elsősorban a költséghatékonyság a cél, inkább a 'szép' és stabil megoldás.

Szempont a minél alacsonyabb fogyasztás a szenzoroknál, hogy ne kelljen sűrűn elemet cserélgetni.
A működést nagy vonalakban úgy képzelem el, hogy a szenzor alszik, 5 percenként feléled, ekkor mér egyet, majd elküldi a központi egységnek. A központi egység a sikeres vételkor küld egy nyugtát, ill. ha esetleg valamilyen beállítást akar lekérdezni/módosítani a szenzoron, akkor a nyugtával együtt ezt is elküldi. Így a szenzoron a rádiós vételi rész is lekapcsolható az alvás idejére (bár a response time elég nagy lesz)

A digitális résszel nincs gond, tudok beszélgetni a rádiós modulokkal, a hőmérővel.

A problémám az analóg része a szenzornak: hogyan érdemes megvalósítani a táplálását?
Az elem 3V-os.
A picopoweres Atmel Mcu 1.8V-ról még működik. Alvó módban, ha a watchdog timer aktív 4-10uA körül eszik adatlap szerint.
A rádiós modulnak 2.2V a minimum az adatlapja szerint. Alvó módban 1 uA a fogyasztása.
A hőmérő szenzornak 3.3V kell minimum az adatlap szerint, 1.5mA-t kér méréskor és 40-50 uA-t készenlétben.
Kell tehát valami DC-DC konverter, ami 3.3V-ot állít elő, viszont hova kellene ezt tenni?

Első gondolat, hogy az elem után közvetlenül megy a DC-DC, ekkor az MCU, rádió, hőmérő mind a DC-DC kimenetéről megy. A hőmérőt meg lehet táplálni egy IO lábról elvileg a mérés idejére. A nyugalmi áramfelvétel a step-up quiescent current (?) + atmel sleep current (4-10 uA)+ rádió standby current (1 uA) lesz. Ebben az esetben kb. 1 V-tápfeszig működhet az áramkör.
Viszont a maxim IC-k (MAX1675, MAX1722), amiket néztem, ilyen alacsony terhelésnél, amit az MCU jelent alvó módban, elég rossz hatásfokkal mennek, tehát sok a 'felesleges' veszteség. Ezért azt gondoltam, lehetne úgy, hogy az MCU az elemről megy, és amikor mérni, küldeni akarok, csak akkor elindítani a DC-DC konvertert valahogyan és a DC-DC táplálja a hőmérőt és a rádiós modult. Ez megoldható szerintetek?
A hőmérő szenzor egy SPI-szerű kommunikációt használ, de csak egy lábon, mintha a MISO és MOSI közös lábon lenne. A rádiós modul SPI-on beszélget. Amit neccesnek érzek, hogy ha az MCU tápja pl. 1.8V körül van, a szenzoré 3.3V, akkor vajon hogyan fog menni a kommunikáció köztük? Megy egyáltalán? Vagy ez az egész irányvonal halott elképzelés és tegyem a tápot az MCU elé?
Esetleg, olyasmi trükk, hogy az MCU elindul elemről, feléleszti a DC/DC-t, majd átáll a DC/DC által biztosított tápfeszre?

Bocs a hosszú írás miatt.
(#) _vl_ válasza gosztola.laszlo hozzászólására (») Nov 1, 2013 /
 
Szerintem ez CR2032-vel nem fog menni, az a 220mAh, ami abban van, hamar ki fog fogyni. Szerintem Li-ion vagy Li-polymer akksit a jó út, kivéve, ha 5-10uA alá tudod szorítani a teljes fogyasztást alvás közben - emiatt lehet, hogy érdemes újragondolni a mikrokontroller kiválasztását is.
A step-up konverter úgy működik, hogy amikor le van tiltva, akkor egy Schottky-diódán keresztül direktben táplálja a kimenetét a bemenet. Tehát simán mögé kötöd a mikrokontrollert, és örülsz. Amikor felébred, engedélyezi a step-up konvertert, amikor a táp jó lesz, bekapcsolja/engedélyezi a perifériákat, majd mér, aztán lekapcsol mindent, és elmegy aludni.
Mindenki ezeket a kődrága Maxim/Dallas cuccokat nézi rögtön, pedig a Microchip legalább olyan jó IC-ket gyárt, sokszor jóval olcsóbban, amiket ráadásul bizony beszerezni is könnyebb idehaza. Ide pl. az MCP1650/51/52/53 család egész jó lehet, az MCP1653 pont azokkal a tulajdonságokkal rendelkezik, amik itt hasznosak lehetnek: shutdown bemenet, low-battery komparátor, power good kimenet. Letiltott állapotban max. 1uA (tipikus: 1nA), működés közben max 0.22mA (tipikus: 0.12mA).
Ha valamelyik komponens sokat zabál letiltott állapotban is, akkor lehet, hogy a tápot el kell venni tőle. Ehhez egy jobbféle P MOSFET-en keresztül (pl. FDV304P, IRLML6402, a terheléstől függően) kell a tápot neki adni, csak arra kell figyelni, hogy a letiltott tápú alkatrész felé menő össze vezetéket tri-state állapotba kell rakni a mikrokontrolleren.
(#) proli007 válasza gosztola.laszlo hozzászólására (») Nov 1, 2013 /
 
Hello! Ha csak az LDR miatt kell AD, akkor szerintem felesleges. Mert Egy kimenettel bekapcsolod az LDR-t, és töltesz vele egy kondit és megnézed mikorra töltődik fel. Egy komparátor megteszi, rosszabb esetben egy ST bement is. Mert az LDR ellenállás változása amúgy sem lineáris a fényerővel. De ha az is lenne, mit érzékel az ember vele? A teljes napfény 100000lux körül van.
(#) gosztola.laszlo válasza _vl_ hozzászólására (») Nov 2, 2013 /
 
Az MCU picoPoweres Atmel lesz, az alacsony sleep áram miatt. Elvileg ez tudja a 4-10 uA környékét alvó módban. A rádiós cucc 1uA alvó módban.
A step-up-pal meg pont ez a bajom, amit írsz - ha a diódán keresztül kiteszi shutdownban a kimenetre a tápot, akkor Vout = Vin-0.5V körül lesz. Így, ha az akksiban/elemben már csak 2V környéke van, akkor a step-up kimenetén lesz kb. 1.5V, amiről viszont már nem éled fel az MCU, holott a 2V-ról még vígan elmenne. Ami sleepben is fogyasztana, az a hőmérő, azt mindenképpen le kell kapcsolni teljesen az alvás idejére. Ez viszont mérés alatt is csak max 2mA-t eszik, így direktben meg lehetne táplálni egy MCU lábról (ha az MCU 3.3V-ról megy)

A típusokat köszönöm, átnézem őket.

Esetleg valami linket tudsz mondani, ahol ezekről a Li-ion / Li-polymer akksikról lehet művelődni?
(#) gosztola.laszlo válasza proli007 hozzászólására (») Nov 2, 2013 /
 
Égve felejtett villanyt tud érzékelni, terveim szerint. Illetve, fürdőszobában egy ablak nyitásának vezérlésében kellene részt vennie ennek a cuccnak, és nem kellene nyitni az ablakot, amíg valaki zuhanyzik (fel van kapcsolva a világítás)
(#) sirály12 válasza gosztola.laszlo hozzászólására (») Nov 2, 2013 /
 
Ha csak az ldr miatt kell az ad, akkor inkább vegyél egy BH1750-es fényérzékelőt!
Ez i2c-n kezelhető, és egyből lux-ban adja vissza a fényerősséget. 2-3$ az ára összesen.

pl.: Bővebben: Link
(#) gosztola.laszlo válasza sirály12 hozzászólására (») Nov 2, 2013 /
 
Ok, köszi, megnézem.
(#) kaqkk válasza gosztola.laszlo hozzászólására (») Nov 2, 2013 /
 
Ha a villany fel van kapcsolva akár egy relét is meghúzhat és már fényérzékelő sem kell, elég a programban egy bemenetfigyelés ....
(#) proba válasza gosztola.laszlo hozzászólására (») Nov 3, 2013 /
 
Ha a cr 2032 a tervezett telep, szerintem felesleges aggódni a 2V alatti (nem)működéstől. Ha az elem ez alá esik, már a működtető áramot sem fogja tudni leadni. (alaplapokban már a 2.8V os telep sem tartja meg az órát, pedig gondolom sok mindent elkövettek a kis fogyasztásért. Két ceruza elemmel sem sokkal jobb a helyzet , ezek is igencsak cserére szorulnak ekkorra. (élettartamuk jó részét letudták. (inkább valami épkézláb szinten ki is kapcsolnám az egészet nehogy hülyeségeket postázzon, vagy egy tévesen dekódolt/rögzített adat miatt elhalálozzon az egész.
(#) proba válasza gosztola.laszlo hozzászólására (») Nov 3, 2013 /
 
Ha csak ilyen céljaid vannak, tegyél rá egy kerti lámpa napelemet.Ha az égő világít van áram lehet mindenfélét vezérelni, ha nincs úgy sincs szerepe az egésznek,csak feleslegesen fogyaszt.
(#) gosztola.laszlo válasza kaqkk hozzászólására (») Nov 5, 2013 /
 
Ezt most nem teljesen értem...
(#) gosztola.laszlo válasza proba hozzászólására (») Nov 5, 2013 /
 
Hőmérsékletet, páratartalmat mérni sötétben is szeretnék, a világítás csak plusz információ.
Az elemek, akksik lelkivilágával kapcsolatban sajnos nincs tapasztalatom, ezért is érdekes ez a feladat.
(#) lithium89 hozzászólása Dec 6, 2013 /
 
Üdv. Én dolgoztam ilyen rendszerrel nemrég. Ez ugyan gyári megoldás, de talán segíthet valamit: UCMote Mini
Látható, hogy gombelemes megoldás, de ez ne riasszon el. Egy töltéssel nálunk közel 2 hétig működik 0,5 másodperces mérésekkel! Hülyeség tudom, de így kérték
(#) gosztola.laszlo válasza lithium89 hozzászólására (») Márc 10, 2014 /
 
Hello!

Bocs, kicsit lassan sikerült válaszolnom, meg idő hiányában állt is a projekt. Kösz a linket, érdekesnek tűnik. Az 2032-es méret, jól látom?

Elkészült időközben a proto boardom, nekem CR2032-es elemről megy, alvó állapotban 10uA környékén fogyaszt.
A 0.5 másodperces mérés valóban elég furának tűnik, de ha erre van igény...
Következő: »»   1 / 1
Bejelentkezés

Belépés

Hirdetés
Lapoda.hu     XDT.hu     HEStore.hu
Az oldalon sütiket használunk a helyes működéshez. Bővebb információt az adatvédelmi szabályzatban olvashatsz. Megértettem