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Wie "Arduino pro mini" Ausschaltverzögerung realisieren?
16.10.2016, 21:35 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 16.10.2016 21:52 von holger.852.)
Beitrag #1
Wie "Arduino pro mini" Ausschaltverzögerung realisieren?
Hallo,...

Ich bin neu hier und bin nur ein unerfahrener Hobbybastler der hilfe braucht^^

Ich hab hier jetzt ein "Arduino pro mini - 5V" der nur via I2C komuniziert und sogesehen das gehirn der Schaltung ist. Alle anderen I2C Teilnehmer geben sensordaten auf den bus zum Gehirn welcher die auswertet und gegebenenfalls einen andern I2C teilnehmer dann was zusendet.

Das funktioniert soweit alles super.

Nun möchte ich die werte nicht dauerhaft in den nicht flüchtigen speicher des Arduinos schreiben wegen den limitierten schreibzugriffen die garantiert werden.

Daher dachte ich mir das ich den "Gehirn" Arduino pro mini mittels Kondensator beim stromausfall für 1-2 Sekunden am leben lassen sodass er dann über einen der pins erkennen kann wenn die Hauptstromzufuhr weg ist und er anfangen soll die Ram Werte einmalig in den nicht flüchtigen teil des chips zu schreiben.

Nun bin ich allerdings nicht besonders elektrotechnisch bewandert und tue mich schwer mit der auswahl der Kondensator größe sodass wirklich paar sekunden nach stromausfall noch ein stabiler betrieb zum schreiben der werte möglich ist.


Als grundidee schwebte mir folgende Schaltung vor.
[Bild: Schaltung.png]


Da ich aber gelesen habe das Kondensatoren über den kompletten entladevorgang keine gleichbleibende ausgangsspannung liefern frage ich mich nun wie groß der Kondensator sein muss um paar Sekunden zu überbrücken indem die Ram werte in den nicht flüchtigen speicher geschrieben werden?

Könnte mir da bitte jemand helfen der etwas mehr von Elektrotechnik versteht als ich mit meinen minimalen Grundwissen über die funktionsweise eines Kondensators^^

Oder hab ich mir da nur quatsch zusammengereimt und die Schaltskizze würde so gar nicht funktionieren? Bitte helft einen E-Technik Noob.

Danke
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16.10.2016, 22:17
Beitrag #2
RE: Wie "Arduino pro mini" Ausschaltverzögerung realisieren?
Hallo und herzlich willkommen,

Für den Kondensator könntest du es mit diesem Gold-Cap versuchen. Dem ProMini evtl. noch die Power-LED ablöten, das spart Strom.
Eine Gewähr dass es so funktioniert kann ich aber nicht geben. Das hängt von der Stromaufnahme ab und von der Zeit die überbrückt werden muss.
Außerdem läuft der Arduino wegen der Diode ständig auf ca. 4,3V. Wenn du als Diode eine Schottky-Diode nimmst werden es ca. 4,6V.

Wenn die Daten wichtig sind und du kein Risiko eingehen willst nimm ein FRAM und schreibe ständig oder alle 10 Sekunden hinein.
Es gibt auch statische RAMs die mit einer Knopfzelle über lange Zeit gepuffert werden können.

Dann brauchst du die "Krücke" mit dem Kondensator nicht zu bauen.

Gruß
Arne

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16.10.2016, 22:45
Beitrag #3
RE: Wie "Arduino pro mini" Ausschaltverzögerung realisieren?
Wegen der Diode könnte ich ja das 5V Netzteil über die Stellschraube etwas hochdrehen damit es wieder passt.

Ab wie viel Volt wird es dann problematisch?
Ab wann hört der Arduino auf ordentlich zu funktionieren?

Oder wäre ehr ein größeres z.b. 12V Netzteil zu empfehlen und dann halt noch ein 5V Spannungsregler dazwischen zu schalten damit die Spannung eine gewisse Zeit (halt die 1-2 Sekunden) beim wegfall des Netzestromes von den kondensator über den spannungsregler gleich bleibt und nicht von anfang an langsam sinkt?
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16.10.2016, 23:14
Beitrag #4
RE: Wie "Arduino pro mini" Ausschaltverzögerung realisieren?
Ab welcher Spannung es kritisch wird steht im Datenblatt des Controllers.
Auf Seite 305 unter "BODLEVEL Fuse Coding". Der Wert ist also Einstellbar und immer auf die verwendete Taktfrequenz abgestimmt. Ich vermute mal dass dein ProMini mit 16MHz taktet und deshalb sind wohl 4,3V eingestellt.

Was du da bauen willst um die Versorgung zu sichern nennt sich USV und gibt es fertig zu kaufen. Big Grin
Ich frage mich warum du den Aufwand mit einem 12V Netzteil + dicken Elko + Spannungsregler treiben willst wenn es doch viel einfacher und billiger geht.

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16.10.2016, 23:50 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 16.10.2016 23:53 von holger.852.)
Beitrag #5
RE: Wie "Arduino pro mini" Ausschaltverzögerung realisieren?
Ja der er läuft mit den standart 16Mhz.
Das mit den 12V war auch erstmal nur dahin gesponnen.

Deinen verlinkte Beitrag für die Nutzung eines FRAM klingt natürlich auch interessant aber scheint mit einer menge Code und gebastel verbunden zu sein. Beim kurzen überfliegen des Artikels versthe ich die Adressierung nicht so ganz. Wenn es für so ein FRAM eine fertige Bibliothek geben würde wo man in 1-3 Zeilen Code die FRAM Zellen beschreiben bzw. Lesen könnte wäre das natürlich optimal. Aber wenn ich den Beitrag richtig verstanden habe gibt es da keine fertige/einfache variante.

Ich wollte es halt einfach schnell umgesetzt haben und da dachte ich ein Kondensator dazwischen hauen wäre das einfachste. Sowohl hardware als auch softwaremäßig. Nur die größe wusste ich halt nicht.

Jetzt gibt es wieder so viele verschiedene umsetzungsvarianten.
Im Kopf klang das so einfach und schnell umgesetzt.
Jetzt wird es wieder zu Wissenschafft^^

Du würdest also die FRAM variante bevorzugen.
Hab ich das richtig verstanden?
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17.10.2016, 08:59
Beitrag #6
RE: Wie "Arduino pro mini" Ausschaltverzögerung realisieren?
ich meine, da wäre noch ein anderes Problem:
Wenn der Arduino. Abschmiert, durch Wegfall der Versorgung WÄHREND er seine Daten in den nicht flüchtigen Speicher schiebt, kann es zu groben Fehlern bis hin zum Verlust des eigentlichen Programms oder auch des Bootloader kommen.

Wir hatten vor Monaten schonmal solch ähnliche Frage hier.
Von daher besser die Daten permanent abspeichern in einem anderen Speicher.

Binatone.
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17.10.2016, 11:36
Beitrag #7
RE: Wie "Arduino pro mini" Ausschaltverzögerung realisieren?
Hallo,
ich weiß nicht um welche Datenmengen es geht aber ich würde die FRAM-Variante oder das Batterie gepufferte SRAM bevorzugen. Funktionierende Schreib- und Leseroutinen sind in Beitrag #10 zum FRAM zu finden. Um die Adressierung der Speicherstellen musst du dich selbst kümmern, aber das wäre bei Verwendung des EEPROMs auch der Fall.

12V mit Elkopufferung wäre sinnvoller als 5V mit Elko. Damit bist du von der kritischen Spannung für den Controller weiter entfernt.
Den Elko, mit hoher Kapazität, über eine Diode aus dem Netzteil laden. Das verhindert dass der Elko bei Spannungsausfall das Netzteil versorgt.
Die Spannung vor der Diode über einen Spannungsteiler auf <=5V teilen und auf einen Analogeingang am Arduino schalten. (1,5kΩ + 1,0kΩ). Den Analogeingang auf <4,4V überwachen und dann die Notbremse ziehen. <4,4V entsprechen <11V am 12V Anschluss.
Um 1-2 Sekunden Gangreserve zu erhalten musst die Kapazität des Elkos ausprobieren. Das lässt sich schwierig ausrechnen weil die die Stromaufnahme des ProMini und des zusätzlichen Spannungsreglers unbekannt ist. Wenn die Stromaufnahme nicht zu hoch ist kannst du den ProMini auch über den RAW/VIN Pin versorgen und den zusätzlichen Spannungsregler entfallen lassen.

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17.10.2016, 21:02 (Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 17.10.2016 21:30 von holger.852.)
Beitrag #8
RE: Wie "Arduino pro mini" Ausschaltverzögerung realisieren?
Der Chip ist natürlich nur im Privaten einsatz. Es ist daher keine hochverfügbarkeit oder enorme sicherheit nötig. Es ist nur ein kleines Projekt für mich. Das hätte ich vielleicht noch erwähnen sollen.
Daher möchte ich trotz der Warnung von "Binatone" versuchen es mit einen einfachen Kondensator umzusetzen.

Hab gerade auf elektronik-labor.de einen Online-Rechner für Kondensatoren gefunden.

Wie viel der Pro Mini nur mit den 3 Pins aktive (2x I2C, 1 Analog read) jetz an mA benötigt kann ich gerade nicht nachprüfen.
Ich hab jetzt gerade kein Multimeter zu Hand.
Daher hab ich mal mit ca. 200mA auf der Webseite rechnen lassen.
Vielleicht verbraucht er ja sogar noch weniger.
Keine Ahnung was da die normalwerte sind mit dieser minimalen Beschaltung.

Wenn ich wie von dir zuerst empfohlen einen dieser 1F 5.5V Speicher-Kondensatoren nehme und mein Netzteil dann über die Stellschraube etwas hoch drehe auf vielleicht 5.3V und dann eine Schottky-Diode nehme wird der Kondensator ja theoretisch auf 4.9V aufgeladen. Der Online Rechner sagt mir das bei einem 1F Kondensator mit einem entladestrom von 200mA ein Spannungsabfall von 0.6V in 3 Sekunden stattfindet.

Also in 3 Sekunden fällt die Spannung auf die von dir genannte grenze von 4.3V bei Pro Mini mit 16Mhz.

Das müsste doch eigentlich reichen um paar Variable-Werte (ca. 60byte) zu speichern.

Hab sonnst gesehen das von diesen Speicherkondensatoren mit 5.5V auch noch größere Versionen existieren. 5.5V 4F war bisher das größte was ich gefunden hab. Bei 4F wären es bei einen abfall von 0.6V laut dem online-Rechner schon stolze 12 Sekunden die überbrückt werden könnten bei 200mA.

Das müsste doch genug lufft sein zum speichern der paar byte Werte auch ohne Größeres Netzteil und Spannungsregler.

Oder hab ich den Online-Rechner falsch bedient?
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