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低功率技术

安森尼尔利1

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安森尼尔利1

2015年9月3日加入
12
大家好,

我正在做一个项目来帮助我更好地理解低功耗设计技术。该单位将进行温度测量,通过XBee传输数据到计算机,它将记录在CSV文件中,然后单位将进入休眠/低功耗模式。我正在设计的单位将有以下内容:
  • 低功耗MCU (MSP430、RX111或其他低功耗MCU)
  • 数字温度传感器(DS18B20)
  • XBee模块(可能是系列2,但仍需进一步研究)
  • 3.6V锂离子可充电硬币电池
  • 3.3V LDO监管机构
  • 电池管理IC(可能是Ti或Maxim)
我在考虑使用Freertos,因此系统在大多数情况下都处于空闲/低功耗,但我可以通过超循环设计获得。有人对低功率设计技术有任何建议吗?从我研究过的,大多数技术都指的是IC设计。我有一些关于如何降低功耗的想法,例如:
  • 当等待采集/发送温度测量时,将MCU、XBee和电池管理置于睡眠模式
  • 也许以较低的频率运行MCU
  • 也许可以在温度传感器的电源引脚上使用一个晶体管,以防止传感器在不使用时产生电源
如果您能提供任何关于设计方法、低功耗技术或任何一般经验法则的意见,我将不胜感激。

安森
BR-549.

BR-549.

加入2013年9月22日
4938年
Anson,我刚订购了MSP432发射板。

我现在还没收到。不过,我下载了编写代码的软件。当你构建一个程序.............软件会自动提示如何设置芯片来省电。

它表明了你想要做什么。

董事会附带了许多常规示例,还提供了TI RTOS示例。这些例子具有常规。

这些都是13美元的板子。
AnalogKid

AnalogKid

2013年8月1日加入
9121年
您的清单显示您已经有一个非常良好的意识,即寻找节能的东西。在需要晶体管开关时考虑MOSFET。虽然它们在3.3V系统中可能是一个问题,但零静态电流门的东西很好,对于低功率工作很好。

正义与发展党
安森尼尔利1

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安森尼尔利1

2015年9月3日加入
12
谢谢AK的建议,了解用于交换机的MOSFET。我知道我需要一个低空的VGS,因为董事会的主要来源是3.3V。对于MOSFET,我正在考虑使用德州仪器的CSD18542KCS。

我刚刚查看了DS18B20温度传感器的数据表,它在待机模式下有些低电流。我可能配置它与一些分流,以防我决定使用MOSFET。

安森
RichardO

RichardO

2013年5月4日加入
2271年
谢谢AK的建议,了解用于交换机的MOSFET。我知道我需要一个低空的VGS,因为董事会的主要来源是3.3V。对于MOSFET,我正在考虑使用德州仪器的CSD18542KCS。

我刚刚查看了DS18B20温度传感器的数据表,它在待机模式下有些低电流。我可能配置它与一些分流,以防我决定使用MOSFET。

安森
我没有看出MSP430或DS18B20的规格 - 但是,输出端口引脚可能有足够的驱动器可以直接为传感器提供电源,从而消除外部MOSFET的需要。如果您打开和关闭传感器,请不要忘记为传感器配置输入引脚,使其在传感器断电时不会浮动。

注意MOSFET必须有一个低的通电阻,但不是真的低(说,小于一个欧姆)和门极阈值电压小于2.5伏。它只需要消耗几毫瓦的功率,所以一个to -92或SOT-23封装的设备就足够好了。我已经使用FDN338P(一个P-MOS FET在SOT-23包)在类似的应用。
Lestraveled.

Lestraveled.

2014年5月19日加入
1946年
如果只看到平均电流绘制,锂电池将持续更长时间。使用良好的质量钽电容器来防止电池看到当前尖峰。我设计了一个控制器,该控制器是锂电池供电,具有10年的寿命规格。当电池断开时,控制器将在电容器30 UF的能量上运行一个半分钟。

松动LDO调节器。这是一种瞬间浪费权力。一些PIC芯片将低至2.0伏,高达5.5Volts。(例如PIC 16F877)不需要调节器。我不熟悉MSP430。如果没有稳定者,它将工作,那么请勿使用一个。
Lestraveled.

Lestraveled.

2014年5月19日加入
1946年
我查了MSP430。它的电压从1。8到3。6伏。很好。这里不需要监管机构。

你的温度芯片DS18B20的工作电压为3.0至5.5伏。这部分不是一个很好的电压匹配的MSP430。我会寻找另一个在较低电压下工作的温度传感器。
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2015年9月3日加入
12
我没有看出MSP430或DS18B20的规格 - 但是,输出端口引脚可能有足够的驱动器可以直接为传感器提供电源,从而消除外部MOSFET的需要。如果您打开和关闭传感器,请不要忘记为传感器配置输入引脚,使其在传感器断电时不会浮动。

注意MOSFET必须有一个低的通电阻,但不是真的低(说,小于一个欧姆)和门极阈值电压小于2.5伏。它只需要消耗几毫瓦的功率,所以一个to -92或SOT-23封装的设备就足够好了。我已经使用FDN338P(一个P-MOS FET在SOT-23包)在类似的应用。
谢谢你的建议richardo!我在我的高级设计项目中学到了用于晶体管的上拉或下拉电阻。总是很好地知道它被拉出了高或低。

你是说FET的开电阻不应该小于毫欧吗?
安森尼尔利1

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2015年9月3日加入
12
如果只看到平均电流绘制,锂电池将持续更长时间。使用良好的质量钽电容器来防止电池看到当前尖峰。我设计了一个控制器,该控制器是锂电池供电,具有10年的寿命规格。当电池断开时,控制器将在电容器30 UF的能量上运行一个半分钟。

松动LDO调节器。这是一种瞬间浪费权力。一些PIC芯片将低至2.0伏,高达5.5Volts。(例如PIC 16F877)不需要调节器。我不熟悉MSP430。如果没有稳定者,它将工作,那么请勿使用一个。
谢谢您为您的回复提供Lestraveled!我的设计中,我有一个钽或两个来管理当前的尖峰。这听起来像是一个非常好的mcu!我考虑过删除LDO,只需要第二个意见。我挑选的MSP430(MSP430F5131)具有一些低功耗模式。它由3V提供动力,但可以在最低模式下绘制为0.25ua。我以前的一些MSP430S工作了,所以我最熟悉,但我一直在寻找一些其他项目的照片。
安森尼尔利1

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2015年9月3日加入
12
我查了MSP430。它的电压从1。8到3。6伏。很好。这里不需要监管机构。

你的温度芯片DS18B20的工作电压为3.0至5.5伏。这部分不是一个很好的电压匹配的MSP430。我会寻找另一个在较低电压下工作的温度传感器。
你能解释为什么DS18B20对MSP430不成匹配吗?
安森尼尔利1

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2015年9月3日加入
12
我查了MSP430。它的电压从1。8到3。6伏。很好。这里不需要监管机构。

你的温度芯片DS18B20的工作电压为3.0至5.5伏。这部分不是一个很好的电压匹配的MSP430。我会寻找另一个在较低电压下工作的温度传感器。
可以是我需要找到一个温度传感器,例如在1.8到3.6V之间运行,所以当电池放电时它仍然是运行的?
Lestraveled.

Lestraveled.

2014年5月19日加入
1946年
可以是我需要找到一个温度传感器,例如在1.8到3.6V之间运行,所以当电池放电时它仍然是运行的?
确切地!找到与CPU的工作电压范围匹配的温度传感器。换句话说,TEMP传感器和CPU应放置在大致相同的电压下运行。有道理??
RichardO

RichardO

2013年5月4日加入
2271年
谢谢你的建议richardo!我在我的高级设计项目中学到了用于晶体管的上拉或下拉电阻。总是很好地知道它被拉出了高或低。

你是说FET的开电阻不应该小于毫欧吗?
是的,有一个电阻器是一个好主意,以确保MOSFET门永远不会浮动。这在MicroContoller的复位和初始化时段期间发生。

此外,当负载(您的温度传感器)关闭时,驱动传感器的引脚必须设置为与未供电传感器相同的电压。
例如,如果传感器使用3.3伏侧关闭,那么传感器的信号引脚将在关闭时接地。因此,驱动传感器的输出引脚应设置为接地匹配。

不,MOSFET可以具有高达一个欧姆的电阻。目标是开启FET下降电源电压的一小部分 - 截至50毫伏。传感器可以绘制多达50毫安,尽管1欧姆,仍然只掉落50毫伏。
约翰P

约翰P

加入2008年10月14日
1,878
你可能不需要一个晶体管来切换传感器的电源。只需使用uC芯片的端口引脚。如果你想要一个数字传感器,这个看起来不错(它可以运行到1.4V):http://www.ti.com/product/tmp102.
如果您只想驾驶一个传感器和串行接口,PIC16F877就是很大的。如果这真的是工作,14针芯片可能是足够的。
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2015年9月3日加入
12
你可能不需要一个晶体管来切换传感器的电源。只需使用uC芯片的端口引脚。如果你想要一个数字传感器,这个看起来不错(它可以运行到1.4V):http://www.ti.com/product/tmp102.
如果您只想驾驶一个传感器和串行接口,PIC16F877就是很大的。如果这真的是工作,14针芯片可能是足够的。
感谢温度传感器建议John。我实际上确实使用了TI温度传感器(TMP75CID)。它具有比你建议帮助我焊接的更长的领导。当电池运行低时,它还可以在1.4V下运行。
安森尼尔利1

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安森尼尔利1

2015年9月3日加入
12
是的,有一个电阻器是一个好主意,以确保MOSFET门永远不会浮动。这在MicroContoller的复位和初始化时段期间发生。

此外,当负载(您的温度传感器)关闭时,驱动传感器的引脚必须设置为与未供电传感器相同的电压。
例如,如果传感器使用3.3伏侧关闭,那么传感器的信号引脚将在关闭时接地。因此,驱动传感器的输出引脚应设置为接地匹配。

不,MOSFET可以具有高达一个欧姆的电阻。目标是开启FET下降电源电压的一小部分 - 截至50毫伏。传感器可以绘制多达50毫安,尽管1欧姆,仍然只掉落50毫伏。
感谢您关于设置驱动销以匹配传感器的信号销的见解。我没想过要那么做。我猜这是为了帮助降低能耗防止对设备造成任何损害吧?
最佳