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 Kein Märchen: 100 und 1 Tag (3 Monate, 11 Tage, und 10 Stunden) Dauerbetrieb der leicht modifizierten C-Control 1.1 mit nur 2 Mignonzellen. Ende letzten Jahres stellten wir uns die Frage, ob und wie lange wohl man die C-Control (Version 1.1) aus nur zwei AA-(Mignon)-Batteriezellen autark versorgen könne. Es wäre ja durchaus interessant wenn man die C-Control als Langzeit-Datenlogger zusammen mit einer (nicht zu teuren) Batterie und einem DCF-Empfangsmodul über mehrere Monate an einer abgelegenen Meßstelle betriebsfähig halten könnte. Die Inspiration zu diesem Experiment entstammt dem Kapitel 12 Low-Power-Betrieb der CC-Unit aus dem Buch C-Control-Hardware-Erweiterungen [1], von B.Kainka. Die verwendeten Batteriezellen der Bauart "AA" (Mignon) sind nichts Besonderes. Letztes Jahr ein 10er Pack für unter 2 Euro beim Lebensmittel-Discounter um die Ecke gekauft. Also Kosten von ca. € 1,20 ... € 1,60 für die Stromversorgung mittels Einweg-Batterien, wenn man es mal auf ein ganzes Jahr hochrechnen möchte. Nach dem Abstöpseln der jetzt erntleerten 100-Tage-Batterie erholten sich die 2 Zellen nach etwa 12 Stunden soweit, dass noch einmal etwa 6 Minuten Betrieb an der unteren Betriebsspannungsgrenze (ca. 1,78 Volt bei der modifiziertem C-Control) möglich waren. Danach kam es zu Brownout-Erscheinungen, welche über die Serielle Schnittstelle gut beobachtet werden konnten. Ob weitere Komponenten des Systems (insbesondere die I/O-Ports) ebenfalls betroffen waren, können wir leider nicht mit Sicherheit sagen. Das I2C-EEPROM und die MCU der C-Control haben jedenfalls keine Schäden genommen. Auch die Frequenzmessung via Eingang FREQ1, sowie die Synchronisation auf das DCF-Signal funktionieren zuverlässig. Das Conrad DCF-Empfangsmodul soll lt. Datenblatt sogar noch bei 1,2 Volt funktionieren. Wie sich der Brownout über die Serielle Schnittstelle bemerkbar machte, kann man weiter unten im Screenshot sehen. Hier wieder die Spannungsstände beider Batteriesätze, nach Datum bisher:  Nun aber zum Status des Gewitterwarners, welcher ja ebenfalls ein Projekt von Burkhard Kainka ist. Auch dort sank die Batteriespannung bereits auf niedrige 2,180 Volt und somit unterhalb der im Datenblatt zur Holtek MCU geforderten Minimalspannung 2,2 Volt. Doch ergab auch heute wieder der Test mit den Kontaktfunken am Lichtschalter, dass es weiterhin zu funktionieren scheint. Allerdings: Das bei der jetzt niedrigen Batteriespannung nur noch schwach sichtbare Aufblitzen der grünen LED zur Impulskontrolle, sowie der akustische Kontrollton sind kaum noch wahrzunehmen. Auch die Detektionsempfindlichkeit scheint durch niedrige Batteriespannung beeinträchtigt zu werden. Zum erfolgreichen Test mußte der GW viel näher am Lichtschalter sein, als mit frischen Batterien nötig wäre. Inwiefern sich das auf die Gewitter-Detektionsfähigkeit auswirkt, ist schwer zu sagen. Im letzten Monat jedenfalls waren keine Gewitter zu sehen. Es wird nun interessant zu sehen, bis zu welcher Spannung sich die Batterie noch entladen wird, bevor die Funktion der Gewitterwarnanzeige ganz aussetzt. (Wegen der Änderung der Detektionsschwelle haben wir den GW heute einmal kurz aus- und danach wieder eingeschaltet, damit sich die automatische Verstärkungsregelung auf die geringere Batteriespannung anpassen kann. Allerdings hat das keine große Veränderung gebracht. Die automatische Kalibrierung wurde bei nur noch 2,180 Volt Batteriespannung durchgeführt, wohingegen auf der Projektseite zum Gewitterwarner 2,6 Volt als Mindestspannung hierfür genannt sind. Wir werden natürlich weiter hier berichten. Doch schon jetzt kann man sagen, dass die im Buch vor über 20 Jahren genannten Möglichkeiten zum Stromsparbetrieb mit der C-Control 1.1 gut mit unseren Ergebnissen übereinstimmen, auch wenn damals von 3 in Serie geschalteten 1,5 Volt Zellen ausgegangen wurde. Der heutige Beitrag dokumentiert, dass auch mit 2 Zellen an der Marke 4 Monate Dauerbetrieb gekratzt werden kann. Insbesondere wenn man die im Testzeitraum außerhalb des Stromsparmodus verschwendeten 34 mAh mit in die Berechnung einfliessen läßt und auch berücksichtigt, dass die Batterie des Gewitterwarners mit einem kleinen Vorsprung von 0,116 Volt in das "Rennen" ging. Alles in Allem lief der Test gar nicht schlecht für das alte C-Control Mikrokontroller-Board dessen zentrales MCU-Design ja bereits vor mehreren Jahrzehnten entwickelt wurde, und in Sachen Stromsparbetrieb gar nicht so weit vom moderneren RISC Design der Holtek-MCU entfernt zu sein scheint. Hier noch der weiter oben erwähnte Screenshot. Zu erkennen ist, wie es während des Betriebs am unteren Ende der Batterieentladungskurve bei der Ausgabe der Modulliste zu einem Brownout-Ereignis kam. Dieses quittierte die C-Control mit einem Neustart welcher seinerseits durch die Zähler "Reset-Statistik" der 'Lbit'-Erweiterung korrekt als Power-On-Reset erkannt wurde.  Offenbar steigt zuerst das (nachträglich eingelötete)" 128 KiB I2C-EPPROM vom Typ 24LC1025 ab einer Batteriespannung unterhalb ca. 1,78 Volt aus. Ebenso schien die RS232-Übertragung betroffen, während das BASIC-Anwender-Programm (und nichts anderes ist im Grunde auch die im Bild sichtbare Firmware-Erweiterung 'Lbit' Quelltext hier anfordern) nicht beschädigt wurde, und jeweils nach dem (automatischen) Neustart wieder zur Verfügung stand. Eine Beobachtung von das |_ Team Literatur: [1] B.Kainka, C-Control-Hardware-Erweiterungen - Tipps und Tricks zum Conrad-Steuercomputer [2] Datenblatt MC68HC05B6-Mikrokontroller (MCU der C-Control 1.1) [3] Datenblatt Holtek HT46F47E (MCU des Gewitterwarner-Bausatzes) Passender Link: Projekte von "das |_ Team" (ein Hobbyprojekt) Meine Homepage: http://visit.ghn-sensorik.de/L-Team/Distribution/beta/ |
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