Transformera batterispänning till arduino

[alle]

Hej,
Jag håller på med en liten krets(trådlös temperatur och PIR sensor) som behöver ha 5volts drivspänning men jag skulle önska att endast använda 2xAA. Kretsen är relativt optimerad och drar ca 7.8mA vid sömn och 0.17mA vid drift. Jag har räknat på driftstid med 2xAA alternativt 2xAAA och fått >1års tid.

Hur transformerar jag bäst upp 3v -> 5v utan att dra på mig hög strömförbrukning? Alternativt om det inte går, hur skulle ni lösa ett liknande problem? (Jag har tittat på http://www.ti.com/product/tps63000/description), +att min ATTINY 85a inte har några lediga pin som kan sätta eventuell krets i sleep mode.

hårdvaran är följande:
attiny85, DHT22, DS18B20, PIR (från kjell c/o), Radiosändare. Allt utom PIRen skulle ev gå att köra på ~3.3v så förslag på vettiga och prisvärda PIR som går höga vid rörelser är av intresse.

[bearing]

Strömförbrukningen kommer så klart öka motsvarande spänningsförhållandet och verkningsgrad:
Ibatt = Imcu * (5V / Vbat)t / n_converter

Menar du 7,8 µA standby? eller 0,17mA?

Hur som helst tror jag du behöver hitta någon pinne som kan stänga av spänningskonverteraren i vila, annars kommer konverteraren nog dra mer än din krets.

Den du länkar till klarar visst 1,8A. Det betyder antagligen att verkningsgraden är låg vid så låga strömmar som du använder. Så det finns nog bättre val.

Hittade dessa med 5.5 µA Quiescent Current, vilket är 8ggr bättre än den du länkar till.
http://www.ti.com/product/TPS61220

[LaRdA]

Har du tittat på vilken spänning PIR-sensorn arbetar med internt?
Jag skulle inte vara förvånad om det är 3.3v efter regulatorn vilket kan öppna för möjligheten att hoppa över den helt och köra även den direkt från batterierna.

Edit: Hittade ett schema:
http://www.mpja.com/download/31227sc.pdf
Där verkar det vara en seriediod och en 3.3v regulator, frågan är bara hur känslig sensorn är för spänningsvariationer?

[alle]

Bearing: jag råkade skriva fel, kretsen drar 7.8mA när MCUn är igång och begär konvertering ifrån 1-wire samt fuktsensorn. När MCUn är i sleepmode med ADC avstängt så drar kretsen 0.17mA. Jag skall kolla på den du länkade. Osäker på om man använder buck converters(?) eller hur man "brukar" göra.

LaRdA: jag har inte köpt just PIR sensorn ännu, men tanken var att införskaffa följande http://www.kjell.com/sortiment/el/elekt ... nformation

[bearing]

Buck = step down. Hade varit aktuellt om du velat använda högre batterispänning än Vdd, t.ex. ett 9V-batteri.
Boost = step up. Aktuellt i ditt fall eftersom att du önskar höja spänningen.

Vad sägs om 3 1,5V i serie?

[E Kafeman]

Allt utom PIRen skulle ev gå att köra på ~3.3v

Med stor sannolikhet är aktuella PIR kretsen från Kjell BISS0001 samt en 3.3Volts regulator som kräver min 5 Volt input.
Pilla bort regulatorn, samt bygla dess in och ut-lödpunkterr, så är en del av problemet löst.
Eventuellt finns en utgångsbuffert i form av en transistor, den är också onödig, om man vill spara ström.
Kretsen är rätt känslig för instabil matnings-spänning, relativt små variationer i matningsspänningen eller störningar kan ge falska larm.
I en enkel lågeffekt-applikation kan man använda en RC-länk för matningsspänningen som billig spännings-filtrering. Mät strömmen och låt det bli 0,1 Volt spänningsfall över resistorn, samt en hyggligt stor kondensator till jord.
PIR-kretsar brukar kräva någon minuts drift för att bli stabila, vilket man måste ta hänsyn till efter uppstart, särskilt om man vill köra den i sleep-mode.

[alle]

bearing: Tanken har slagit mig men pga bristande kunskap vet jag inte om 4.5v går lika bra som 5v? samt orolig för vad som händer med spänningen när batterierna nått halva sin kapacitet och dom utsätts för -5C istället för 20C...

E Kafeman: tack för ett utförligt svar. Jag får köpa sensorn och prova dina förslag på modifikation. Kan matningsspänningen bli så känslig vid batteridrift? Switchade nätagg kan jag förstå om dom ger rippel. Vad anser du är en hyfsat stor kondensator?

(är relativt ny på området så hoppas ni kan ha överseende med både ordval och nivån på mina frågor)

[E Kafeman]

Typiska möjligheter till störningar på matnings.spänningen är slingor batt-jord som utgör mottagar-antenn så att man kan få induktiva störningar från andra elektriska kretsar eller om en krets väcks ur sin sleep-mode kan batteri-spänningen falla typ 10-100 mV pga den ökade strömförbrukningen.

Har ingen aning om val av kondensator-storlek, beror på seriemotståndets storlek och vad som behöver åstadkommas i filterväg. Är bygget kompakt och väldesignat med stabilt jordplan osv, inga väckta kretsar samtidigt med att PIR-sensorn är aktiv, så är det möjligt att kondensatorn inte behövs alls, om kondensatorn vid batteriet som utgör huvudbufferten bedöms mer än tillräcklig.
Antar att det redan finns ett antal mindre kondensatorer på PIR-kretsens matningsspänning så 100 -330 uF/6V lågförlust tantal är ett möjligt antagande, då PIR-kretsen i sej antagligen drar rätt lite ström.
Vet man inte behovet väljs så stor kapacitans som möjligt för en given kapsel-storlek.
Då kretsen spänningssätts långsamt, kan det orsaka instabilitet och felaktig grindlogik under något ögonblick men detta är knappast något problem här, eftersom kretsen ändå är instabil över betydligt längre tid pga PIR-sensorn.

Seriemotståndet kommer kosta matnings-spänning, vilket kan bli kritiskt för funktionen när batterispänningen sjunker men troligen är det andra kretsar som kommer fallera före. Eftersom motståndet även sänker total strömförbrukning och skonar batteriet från topp-strömmar orsakade av PIR-sensorn, så är det nog ändå positivt för den totala batteri-livslängden.

[alle]

Tack för svaren. införskaffade sensorn idag och kunde konstatera att där sitter en 3.3v spänningsregulator samt flertalet små kondingar. provade googla på spänningsregulatorn och hittade en riktigt bra sida http://techgurka.blogspot.se/2013/05/ch ... otion.html som beskriver just hur man kan driva en liknande PIR med 3-3.3v . återkommer med en update här när jag haft tid att prova ytterligare.

kretsen består bland annat av:
BISS0001 (MCU?)
7133-1 QN1437 (voltage regulator)

[Lennart Aspenryd]

Kanske också läsvärt!
https://sites.google.com/site/marcobotp ... dsn-fir800