Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Bateria podtrzymująca PCF8583

12 Lip 2005 12:29 10938 24
  • Poziom 19  
    Mam pytanie odnośnie baterii podtrzymującej RTC PCF8583 w układzie mikroprocesorowym. Budowałem już kiedyś taki układ i zastosowałem zasilanie przez dwie diody z:

    a) napięcia głównego
    b) dwóch baterii 1,5V - co daje ok 2,3V, a jak wiadomo dla podtrzymania odmierzania czasu wystarcza ok 1V.

    Pragnę zbudować teraz układ, który powinien być jak najbardziej (jak najdłużej) bezobsługowy. Myśle o opcji ciągłego doładowywania beterii podtrzymującej. Nie znam się na bateriach, doładowywać można chyba ogniwa litowe??
    Czy można to jakoś zrealizować i czy to w ogóle ma sens?? Układ PCF8583 pobiera pojedyncze uA prądu (w stanie podtrzymania), więc może większym ograniczeniem jest tu i tak żywotność baterii, a nie ładunek w niej zawarty??

    Czy może mi ktoś coś doradzić ??????

    ---------------------------------------------------------

    Po przemyśleniach zapytam jeszcze tak:

    1. Gdybym "od strony" baterii dał diodę Schottky'ego, to dla podtrzymania PCF8583 powinna wystarczyć jedna bateryjka 1,5V;

    2. Gdyby było to ogniwo litowe, to dla jego podładowywania można równolegle z wyżej wspomianą diodą włączyć "duży" rezystor. Myślę dać 100k, wtedy wyszedłby prąd ok. 30uA, który jest i tak znacznie większy od prądu pobieranego z baterii przez RTC w przypadku zaniku zasilania głównego - ale chyba taki prąd w niczym baterii nie zaszkodzi ??

    Czy moje przemyślenia są poprawne ??????
  • Pomocny post
    Poziom 17  
    A może by tak zamiast bateryjki zastosować kondensator powiedzmy 0,1F lub podobny. Wówczas taki układ podtrzymujący jest praktycznie bez obsługowy.
  • Poziom 19  
    Właśnie, dzięki za podpowiedź, o tym nie pomyślałem.

    Dajmy na to, niech 0,1F ładuje się do ok. 4V, to daje 0,4C ładunku. Powiedzmy, że rozładowujemy stałym prądem 10uA, to daje jakieś 40000s czyli ok. 11h do całkowitego rozładowania, a do spadku napięcia poniżej np. 2V mamy chyba spokojnie więcej jak 5h.

    Prąd rozładowania powinien być w praktyce dla PCF8583 jeszcze mniejszy niż założyłem. Chyba, że zasadnicze znaczenie ma tu upływność kondensatora, ale "intuicyjnie" wydaje mi się, że nie powinna byc ona nazbyt ogromna?? Pewnie zależy to od rodzaju kondensatora i sa rodzaje profilowane do takich zastosowań - czy też byłby zwykły elektrolit??

    Można pekstperymentować, ale wydaje się, że taki 100mF powinien wystarczyć na ok 10h, w normalnych sytuacjach nie powinien wystąpić zanik napięcia dłuższy niż taki, jednak ja nie mogę być tego do końca pewien :(, bo urządzenie ma pracować w pewnym układzie sterującym wśród styczników, bezpieczników itp. Urządzenie nie jest jednocześnie jakieś bardzo ważne i gdy np. odskoczy bezpiecznik, to możliwe, że nikt się tym nie zajmie dłużej niż dobę - i wtedy koniecze ponowne nastawy (będę wykorzystywał zarówno RTC jak i pamięć układu PCF) - a tego najbardziej bym nie chciał. Moze więc jednak bateria ??

    Jeżeli ktoś stosował w praktyce kondensator w takim przypadku, to proszę przedstawić jak to wygląda ??????

    Może ktoś powie jak by to wyglądało także z tym doładowywaniem baterii ??????

    Z góry dziękuję.
  • Pomocny post
    Poziom 17  
    Są to specjalne kondensatory przeznaczone głównie do podtrzymywania zasilania. Głównie są na małe napięcia pracy. Podobne rozwiązanie stosuje Samsung w magnetowidach, gdzie własnie przez taki kondensator podtrzymywane jest zasilanie procka, przez kilkanaście godzin. Ja stosowałem to samo rozwiązanie z duzym powodzeniem. Oczywiście jesli spodziewasz się dłuższych zaników, to zastosowanie bateri jest pewniejsze. Z danych katalogowych zegarka wynika, żę podczas zasilania z 5V i przy nie aktywnej szynie I2C pobiera 10-50µA, a przy zasilaniu 1V od 2-10µA. Lepszy jest układ PCF8563. Jest to prawie idealny zamiennik PCF8583 (drobne zmiany trzeba zrobić w programie), ale np. przy zasilaniu 3V pobiera 250nA!

    Co do doładowania bateri, to nie mam praktyki. Teoretycznie nieda się, ale praktycznie sam kiedys próbowałem to robić, ale z nieduzym stutkiem.

    Jeszcze rozważ jedną sprawę, w jakich warunkach będzie pracował, chodzi mi o zakres temperatury.

    A możę tak zastosować podwójne zabezpieczenie?
    Kondensator 0,1F i bateryjka 1,5V. Kondensator właczony wprost na zasilanie RTC, a bateryjka poprzez diodę Shotkiego. Wówczas jak panięcie na kondensatorze spadnie do 1,5-0,3V=1,2V to dalej bedzie podtrzymywała bateryjka.
    Przy krótkich zanikach większość spadnie na kondensator, bowiem to on bedzie podtrzymywał zasilanie.
  • Poziom 19  
    Dzięki za kolejną poradę !!

    Właśnie patrzyłem sobie w necie - no właśnie są takie kondensatory specjalnie do podtrzymania napięcia 0,1 - 1F, 5.5V. Pewnie zadbano w nich o mały prąd upływu.

    Rzeczywiście PCF8563 pobiera malutko przy podtrzymywaniu i pewnie nawet z takiego 0,1F pociągnąłby kilka dni. Tylko ten układ nie posiada RAM'u (dlatego pobiera mniej prądu :)), a ja mam pełno danych do upakowania i zachowania. Zawsze mogę jednak użyć sobie małego EEPROM'u np. na I2C. Pewnie raczej tak zrobię.

    Dzięki i pozdrawiam.
  • Pomocny post
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Zamiast EEPROM, polecam FRAM - praktycznie to samo co SRAM+bateryjka, również jeśli chodzi o szybkość dostepu...
  • Pomocny post
    Poziom 21  
    Ja do podtrzymania zegarka stosowałem akumulator kadmowo-niklowy 3,6V 300mAh. W czasie normalnej pracy doładowywał się z napięcia zasilającego przez dwie diody i rezystor. Przy zaniku zasilania wystarczał na długo.
  • Poziom 19  
    Dzięki wam wszystkim za porady, teraz to tyle możliwości mi zaświtało, że już faktycznie nie wiem co zrobić. Muszę wybrać pomiędzy akumulatorem a kondensatorem.

    Gdyby to był akumulator, nie musiałbym się martwić czy pobiorę 500nA czy 20uA, bo pojemność i tak będzie wystarczająca, więc wziąłbym PCF8583 i nie bawiłbym się z EEPROME'em czy inną pamięcią.

    Jednak kondensatorek też wydaje się ładnym rozwiązaniem, pewnie czasowo nieco wytrzymalszym, tylko trzeba będzie zastosować PCF8563 i dodatkową pamięć.

    Jeszcze prosiłbym 1 rycho o wyjaśnienie tego sposobu ładowanie z dwoma diodami i rezystorem. Bo mnie się wydaje, że można podłączyć tak jak zwykłą baterię, tylko rezystor równolegle z tą diodą od baterii, ale może źle myślę. Jak to należy zrobić, jaki zastosować rezystor ??

    Dzięki wszystkim !! !! !!
  • Pomocny post
    Pomocny dla użytkowników
    Chodzi o to, żeby do akumulatora, podczas pracy na normalnym zasilaniu wpływał mały prąd ładujący (dla akumulatorków 1,2V AA taki prąd to około 50mA. Akumulator może być wtedy ciągle ładowany bez obawy uszkodzenia). Zwykle bezpieczny prąd ciągłego ładowania (trickle currenT) jest określany w odniesieniu do pojemnosci ogniwa i wynosi 0,1C, czyli w tym przypadku byłoby to 30mA.

    1rycho za ile kupiłeś taki akumulator? Ma dużą pojemność. Z tego co widziałem to chodzą około 40zł/szt. Duzo tańsze są 2,4V 100-250mAh - około 10-15zł
    http://www.north.pl/sklep/
  • Poziom 19  
    Ok, dzięki.

    Czyli można to zrobić tak jak mówiłem, prawda ??

    Diody jak dla zwykłej baterii, tylko równolegle z diodą od akumulatora rezystor jakieś kilkadziesiąt ohm, czy tak ??
  • Pomocny post
    Pomocny dla użytkowników
    Ja bym to zrobił tak jak na załączonym rysunku.
    Musisz sobie dobrać diody i rezystor tak, by otrzymać 3,6V na akumulatorze. Ściągnij datasheeta BAT43 na przykład i zobacz jak się zmienia napięcie przewodzenia w funkcji prądu (0,4V - 1V) i dobierz odpowiednio rezystor.
    Pierwsza dioda, zaraz "za" Vcc jest potrzebna, żeby przy padzie zasilania cały układ nie przeszedł na zasilanie z akumulatora a PCF był podtrzymywany.
  • Pomocny post
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Na schemacie speedy9-ego dioda szeregowo z rezystorem jest zbędna - wystarczy sam rezystor równolegle z diodą podającą napiecie podtrzymujace na wypadek zaniku zasilania... ;) Oczywiście dioda od Vcc pozostaje.
  • Pomocny post
    Pomocny dla użytkowników
    Masz rację Light'I. Ta dioda obniza tylko dodatkowo napięcie. Nie ma potrzeby jej stosowania.
    BTW Szczerze powiem, że nie wiedziałem, że napięcie przewodzenia diody aż tak mocno zależy od prądu przez nią płynącego...
  • Poziom 19  
    Dzięki, dzięki chłopaki.

    Właśnie o takim układziku dokładnie sam myślałem.
    Trochę to zabawne, bo dyskutujemy tyle o takiej "głupocie", w układzie mikrokontrolerowym, ale życie pokazuje, że takie szczegóły bywają najistotniejsze. Teraz coś tam sobie wybiorę. Wezmę też pod uwagę ceny elementów, chcę jak najtaniej - nie robię układu do promu kosmicznego :). Jeżeli wziąłbym kondensator, to mogę sobie wykorzystać także któryś z mikro AT89S825X z wbudowanym EEPROM'em, tylko nie wiem czy u siebie, w tej "dziurze" to dostanę :(. I musiałbym troszkę zmodyfikować i rozbudować program mojego programatora ISP, tak dopieszczonego dla AT89S52 :), ale zawsze coś za coś.

    Mam nadzieję, że z naszych dyskusji skorzystają też inni, stojący przed podobnym zagadnieniem.

    Pozdrawiam !! !! !!


    ------------------------------------------------------------------------

    Co do porady i schematu speedy9:

    Myslę, że szczególnie precyzyjny dobór diody i rezystora dla osiągnięcia określonego prądu ładowania nie ma wielkiego znaczenia. Może to być chyba spokojnie trochę mniej niż 0,1 ładunku, np. nawet połowę mniej - i tak prąd doładowania będzie wielokrotnie większy niż ewentualny prąd pobierany w stanie podtrzymywania. Chyba, że taki prąd jest potrzebny dla zrównoważenia zjawiska samorozładowania akumulatora - ale myślę, że nie byłby on aż tak duży (????) i chyba jest podany ze sporym zapasem przez producenta. To taka intuicja - sam nie znam się za bardzo na tym :).
  • Pomocny post
    Pomocny dla użytkowników
    Masz rację, prąd moze być niższy. 0,1C to maksymalny prąd ciągłego ładowania.
    Weź pod uwagę, że przy prądzie ~0,1C akumulator ładuje się dość długo. Jeśli przerwy w zasilaniu mają być długie i częste to warto to wziąć pod uwagę przy doborze prądu ładowania.
    Zjawisko samorozładowania akurat bym pominął w tym przypadku :D
    Tutaj http://www.inter-chip.pl też masz wybór akumulatorów.
    Myslę, że akumulator na 2,4 V byłby lepszy w tej aplikacji (cena).
  • Pomocny post
    Poziom 21  
    Taki akumulator kosztuje od 8 do 12zł a układ poniżej. Jest to akumulator stosowany do podtrzymania BIOS-u w starszych płytach głównych. Pojemność to 60mAh za błąd w poprzednim poście przepraszam (podałem 300mAh). Układ ma tylko jedną wadę: przy całkowitym rozładowaniu akumulatora i po podaniu napięcia PCF uruchomi się dopiero po osiągnięciu przez akumulator Ucc min dla układu PCF.
  • Pomocny post
    Pomocny dla użytkowników
    Mój układ jest o tyle lepszy, że nie pozwala na całkowite rozładowanie akumulatora (dioda między akumulatorem, a PCFem). Jeśli napięcie akumulatora spadnie poniżej 0,7V powiedzmy (zależnie od zastosowanej diody) przestanie z niego płynąć prąd, co zapobiegnie dalszemu rozładowaniu i w efekcie uszkodzeniu akumulatora (ogniwa Ni-Cd, Ni-MH, Li-Ion itp. nie mogą być rozładowywane do 0V, gdyż powoduje to ich uszkodzenie, a przynajmniej spadek pojemności). W moim układzie nie występuje też zjawisko, o którym pisze 1rycho, że zasilanie PCFa wraca dopiero po podładowaniu akumulatora.
  • Poziom 19  
    Rzeczywiście pierwotnie myślałem o układzie podłączenia akumulatora takim, jaki zaproponował speedy9, ale bez diody szeregowej z rezystorem. Faktycznie układ ten ma w stosunku do propozycji 1rycho dwie zalety:

    1. Przywraca zasilanie układu zaraz po pojawieniu się napięcia głównego, niezależnie od stanu akamulatora.

    2. Uniemożliwia całkowite rozładowanie akumulatora - ale tylko w przypadku obecności diody szeregowej z rezystorem - a wy proponowaliście później, żeby ją jednak usunąć. Ta dioda jest jednak potrzebna we wspomnianym celu - i nic ona nie przeszkadza, jeżeli napięcie akumulatora jest znacznie mniejsze od napięcia ładującego np. 5V/2.4V, wartością rezystora można wtedy skorygować obecność/nieobecność tej diody.


    Pozdrawiam !! !! !!


    ---------------------------------------------------------------------------


    P.S.

    W przypadku PCF8583 a tym bardziej PCF8563 wątpię, aby warto było się szczególnie trapić o zabezpieczenie przed całkowitym rozładowaniem, gdyż układy te dla napięć rzędu 1V i niższych pobierają znikomo małe prądy (no chyba że układ ma być podtrzymywany przez całe miesiące). Jednak w sytuacji bardziej "prądożernego" układu (pracujący mikrokontroler, itp.) na pewno trzeba o to koniecznie zadbać.
  • Poziom 13  
    A co powiecie na taki układ?
    ACC ładuje się przez R ograniczający I, a po zaniku Vcc ACC zasila PCFa, a na R nie odkłada się praktycznie żadne napięcie, bo PCF pobiera góra 20uA.
  • Poziom 20  
    Do podtrzymania pracy PCF8583 używam CR2032. Łączny czas pracy z takiej baterii to ponad 6 lat. Żywotność takiej baterii to ok. 10 lat. Rozwiązanie takie stosuje od kilku lat. Żadnych problemów.
  • Poziom 1  
    Mam pytanie związane z układem zaproponowanym przez użytkownika speedy9. Buduję właśnie urządzenie, w którym PCF ma być podtrzymywany akumulatorem. Niestety elektronika nie jest moją mocną stroną :( Czy układ ten może też słuzyć do ładowania akumulatora NiMH? Czy ktoś mógłby mi podpowiedzieć jaka powinna być wartość rezystora dla akumulatora 60mAh 3,6V? W układzie mam Vcc = 5V.
  • Poziom 10  
    witam. buduje podobny uklad ale mam problem. chodzi o diode od strony vcc. jesli podlacze uklad przez te diode zegar pcf8583 chodzi okolo 2 razy szybciej! jesli zastapie ja zwora wszystko jest wporządku. Pszy zasilaniu pszes diode na nóżce VCC PCF-a napiecie wynosi ponad 4,6V. nie mam pojecia o co chodzi tym bardziej ze w datacheet do PCF8583 podane jest ze uklad z magistrala i2c moze pracowac przy napieciu 2,5 - 6 V. sprawdzalem dwa rozne uklady. Nie mam pojecia o co chodzi. Pomocy

    Dodano po 46 [minuty]:

    okej. udalo mi sie rozwiazac ten problem. moze ktos tez ma podobny to sie pszyda co napisze. kondensator (ten 33pF) ma byc podpiety bezposrednio do 8 nóżki. pszy podpięciu bezpośrednio do zasilania lub do masy układ spieszy 2 razy.
    Co ciekawe gdy układ nie jest zasilany przez diode nie ma znaczenia czy kondensator jest podpięty do VDD czy do masy. pozdro600