Stromspar-Modi(AVR) - Versionsgeschichte

Brill58: /* Stromsparmodi */

2013-07-19T14:09:24Z

‎Stromsparmodi

Jaui: /* Daten zum Stromverbrauch */

2013-01-21T00:29:53Z

‎Daten zum Stromverbrauch

Jaui: /* Stromsparmodi */

2013-01-21T00:29:04Z

‎Stromsparmodi

Besserwessi: /* IO Module */

2012-03-06T20:42:55Z

‎IO Module

Besserwessi: /* IO Module */

2012-03-06T20:30:20Z

‎IO Module

Besserwessi: /* Stromsparmodi */

2012-02-13T21:50:29Z

‎Stromsparmodi

Besserwessi: /* Daten zum Stromverbrauch */

2010-06-05T21:31:18Z

‎Daten zum Stromverbrauch

Besserwessi am 5. Juni 2010 um 21:21 Uhr

2010-06-05T21:21:29Z

Besserwessi: /* Daten zum Stromverbrauch */

2010-06-05T21:11:21Z

‎Daten zum Stromverbrauch

Besserwessi: /* IO Module */

2010-06-05T21:08:04Z

‎IO Module

@@ Zeile 23: / Zeile 23: @@
 Wenn man im Stromsparmode auf ein Ereignis wartet, kann man natürlich auch nicht den Watchdog zurücksetzen. Hier muß man dann eventuell ohne arbeiten, wenn kein passender Zeitgesteuerter Interrupt auftritt.
-Der Watchdog kann auch als langsamer und sparsamer Timer benutzt werden, um den µC gelegentlich (z.B. etwa jede Sekunde) aufzuwecken, um Hardware abzufragen. Neuere µCs wie Mega88 erlauben dazu über den Watchdogtimer einen Interrupt auszulösen. Eine Genaue Zeitmessung ist damit allerdings nicht möglich.
+Der Watchdog kann auch als langsamer und sparsamer Timer benutzt werden, um den µC gelegentlich (z.B. etwa jede Sekunde) aufzuwecken, um Hardware abzufragen. Neuere µCs wie Mega88 erlauben dazu über den Watchdogtimer einen Interrupt auszulösen. Eine genaue Zeitmessung ist damit allerdings nicht möglich.
 Die Debugwire Funktion sollte abgeschaltet sein, vor allem für Powerdown und Powersave mode.

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 |aktive 32kHz (Q) ||     27 µA ||    65 µA  ||   ca.20 µA
 |-
-|idel   4 MHz (Q) ||    360 µA ||     1 mA  ||     260 µA
+|idle   4 MHz (Q) ||    360 µA ||     1 mA  ||     260 µA
 |-
-|idel   1 MHz (RC) ||   160 µA ||    300 µA ||     140 µA
+|idle   1 MHz (RC) ||   160 µA ||    300 µA ||     140 µA
 |-
-|idel   32kHz (Q)  ||   15 µA  ||     16 µA ||  ca. 9 µA
+|idle   32kHz (Q)  ||   15 µA  ||     16 µA ||  ca. 9 µA
 |-
 |power down        ||   0,25µA ||      0,25µA ||      0,1 µA
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-Beim Mega48 u.Ä. lassen sich viele IO Module über das Register PRR einzeln abschalten. Zum Stromverbrauch im aktiven oder Idel Mode kommt dann noch etwas dazu.
+Beim Mega48 u.Ä. lassen sich viele IO Module über das Register PRR einzeln abschalten. Zum Stromverbrauch im aktiven oder Idle Mode kommt dann noch etwas dazu.
 Die Daten sind für 3 V und 4 MHz, und in etwa proportional zum Takt:
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 |}
-Wenn alles eingeschaltet ist, sind das ca. 20% bzw. 100% des Stromes im aktiven bzw. Idel Mode.
+Wenn alles eingeschaltet ist, sind das ca. 20% bzw. 100% des Stromes im aktiven bzw. Idle Mode.
 Beim Mega8 lassen sich diese Teile nicht seperat abschalten und der Strom ist schon oben enthalten.

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-) '''Idel''' : Dies ist der einfachste Sparmodus. Alle Timer, PWM Signale usw. laufen weiter und jeder Interrupt kann zum Aufwecken genutzt werden. Das aufwecken geht relativ schnell (6 Zyklen), so dass man diesen Mode auch für kürzere Wartezeiten gut nutzen kann. Die Stromaufnahmen reduziert sich immerhin auf etwa 20%-50%. Ein weiterer Vorteil ist es, dass die Antwortzeit auf den Interrupt genau definiert ist, da ja kein angefangener Befehl mehr abgearbeitet werden muß.
+) '''Idle''' : Dies ist der einfachste Sparmodus. Alle Timer, PWM Signale usw. laufen weiter und jeder Interrupt kann zum Aufwecken genutzt werden. Das aufwecken geht relativ schnell (6 Zyklen), so dass man diesen Mode auch für kürzere Wartezeiten gut nutzen kann. Die Stromaufnahmen reduziert sich immerhin auf etwa 20%-50%. Ein weiterer Vorteil ist es, dass die Antwortzeit auf den Interrupt genau definiert ist, da ja kein angefangener Befehl mehr abgearbeitet werden muß.
 ) '''Powerdown''': Fast alle Takte sind ausgeschaltet. Entsprechend gehen keine Timer, USART usw. Die Möglichkeiten zum Aufwecken sind entsprechend eingeschränkt. Ein Quarz als Takt ist in diesem Fall unpraktisch, denn es dauert etwas bis der Quarz wieder stabil schwingt. Die Verzögerung entspricht der nach einem Reset. Bevorzugt nutzt man hier also den internen Oszillator. Dafür ist der Stromverbauch in diesem Mode auch sehr niedrig (unter 1µA möglich) und es kann zum Teil auf ein echtes ausschalten verzichtet werden.
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 ) '''Standby''': Ähnlich wie Powerdown, nur ist das Aufwachen schneller und definiert in 6 Zyklen. Nur der Oszillator läuft weiter. Sinnvoll ist das vor allem mit einem Quarz, der ja nicht so schnell starten kann.
-) '''ADC Noise Reduction mode''': Dieser Mode dient dazu eine [[ADC_(Avr) | AD-Wandlung]] mit weniger Störungen zu bekommen. Die reduzierte Stromaufnahmen, ähnlich dem Idel Mode, ist dabei mehr ein Nebeneffekt. Das Aufwachen erfolgt hier in der Regel wenn die AD-Wandlung fertig ist.
+) '''ADC Noise Reduction mode''': Dieser Mode dient dazu eine [[ADC_(Avr) | AD-Wandlung]] mit weniger Störungen zu bekommen. Die reduzierte Stromaufnahmen, ähnlich dem Idle Mode, ist dabei mehr ein Nebeneffekt. Das Aufwachen erfolgt hier in der Regel wenn die AD-Wandlung fertig ist.
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 == Aufwachen aus den Stromsparmodes ==
-Nicht jeder Interrupt kann zum Aufwachen genutzt werden; genaueres im Zweifelsfall im Datenblatt nachsehen. Im Idel mode gehen alle Interrupts.
+Nicht jeder Interrupt kann zum Aufwachen genutzt werden; genaueres im Zweifelsfall im Datenblatt nachsehen. Im Idle mode gehen alle Interrupts.
 In allen Modes reichen die folgenden Interrupts zum Aufwachen:
 * Pin Change

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 == IO Module ==
-Neben der Recheneinheit brauchen auch die IO Module etwas Strom. Viele der Module lassen sich besonders bei neueren µCs einzelen zur Laufzeit abschalten. Bei älteren Modellen geht das wenigstens für den Watchdog, den Brownout Detektor, den analogen [[Analog_Komparator_(Avr)|Komperator]] und ggf. den AD Wandler. Beim AD Wandler und der internen Referenz dauert es nach dem Einschalten aber etwas, bis gute Ergebnisse erzielt werden.
+Neben der Recheneinheit brauchen auch die IO Module etwas Strom. Viele der Module lassen sich besonders bei neueren µCs einzelen zur Laufzeit abschalten. Bei älteren Modellen geht das wenigstens für den Watchdog, den Brownout Detektor, den analogen [[Analog_Komparator_(Avr)|Komparator]] und ggf. den AD Wandler. Beim AD Wandler und der internen Referenz dauert es nach dem Einschalten aber etwas, bis gute Ergebnisse erzielt werden.
 Die Abschaltung des digitalen Teil des AD-Wandlers bei neueren µCs ist etwas trickreich: nur wenn der Takt zum digitalen Teil eingeschaltet ist (Register PRR), kann man auf das Register ADCSRA zum an- und abschalten des analogen Teils zugreifen.

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 == IO Module ==
-Neben der Recheneinheit brauchen auch die IO Module etwas Strom. Viele der Module lassen sich besonders bei neueren µCs einzelen zur Laufzeit abschalten. Bei älterne Modellen geht das wenigstens für den AD Wandler und den analogen [[Analog_Komparator_(Avr)|Komperator]]. Beim AD Wandler und der internen Referenz dauert es nach dem Einschalten aber etwas, bis gute Ergebnisse erziehlt werden.
+Neben der Recheneinheit brauchen auch die IO Module etwas Strom. Viele der Module lassen sich besonders bei neueren µCs einzelen zur Laufzeit abschalten. Bei älteren Modellen geht das wenigstens für den Watchdog, den Brownout Detektor, den analogen [[Analog_Komparator_(Avr)|Komperator]] und ggf. den AD Wandler. Beim AD Wandler und der internen Referenz dauert es nach dem Einschalten aber etwas, bis gute Ergebnisse erzielt werden.
-Die Abschaltung des digitalen Teil des AD-Wandlers bei neueren µCs ist etwas trickreich: nur wenn der Takt zum digitalen Teil eingeschatet ist (Register PRR), kann man auf das Register ADCSRA zum an- und abschalten des analogen Teils zugreifen.
+Die Abschaltung des digitalen Teil des AD-Wandlers bei neueren µCs ist etwas trickreich: nur wenn der Takt zum digitalen Teil eingeschaltet ist (Register PRR), kann man auf das Register ADCSRA zum an- und abschalten des analogen Teils zugreifen.
 = Daten zum Stromverbrauch =

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 |ADC	||75 µA  ||       50 µA
 |-
 |}
 Wenn alles eingeschaltet ist, sind das ca. 20% bzw. 100% des Stromes im aktiven bzw. Idel Mode.

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−	Der Stromverbrauch von CMOS µCs ist etwa proprotional zur Taktfrequenz und Spannung. Für einen geringen Stromverbrauch könnte man also die Frequenz so weit reduzieren ~~das~~ die Rechengeschwindigkeit gerade noch ausreicht. Sonderlich praktisch ist diese Methode aber nicht. Moderne µCs haben eine Möglichkeit den Stromverbrauch zu reduzieren, wenn keine Rechenzeit nötig ist. Der µC macht dann eine Pause in der deutlich weniger Strom verbaucht wird als im normalen Betrieb. Es ist durchaus üblich, das der größte Teil der Zeit in einem Stromsparmodus verbracht wird.	+	Der Stromverbrauch von CMOS µCs ist etwa proprotional zur Taktfrequenz und Spannung. Für einen geringen Stromverbrauch könnte man also die Frequenz so weit reduzieren, dass die Rechengeschwindigkeit gerade noch ausreicht. Sonderlich praktisch ist diese Methode aber nicht. Moderne µCs haben eine Möglichkeit den Stromverbrauch zu reduzieren, wenn keine Rechenzeit nötig ist. Der µC macht dann eine Pause in der deutlich weniger Strom verbaucht wird als im normalen Betrieb. Es ist durchaus üblich, das der größte Teil der Zeit in einem Stromsparmodus verbracht wird.
	Eine niedrigere Frequenz kann trotzdem sinnvoll sein, wenn dadruch eine niedrigere Spannung möglich ist und auch wegen weniger Funkstörungen. Eine reduzierte Spannung ist in jedem Fall sinnvoll.		Eine niedrigere Frequenz kann trotzdem sinnvoll sein, wenn dadruch eine niedrigere Spannung möglich ist und auch wegen weniger Funkstörungen. Eine reduzierte Spannung ist in jedem Fall sinnvoll.

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 = Daten zum Stromverbrauch =
 Die Wirksamkeit der Stromsparmodi kann man wohl am besten an Beispieldaten abschätzen.
-Die Beispieldaten aus dem Datenblatt sind für 3 V. Die Werte für den Mega16/Mega32 sind ähnlich (etwas höher) dem Mega8.
+Die Beispieldaten aus dem Datenblatt (zum Teil aus Kurven abgelesen) sind für 3 V. Die Werte für den Mega16/Mega32 sind ähnlich (etwas höher) dem Mega8.
 {| {{Blauetabelle}} style="text-align:center;"
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 |-
 |}
-Taktquellen: Q = Quarz, RC = interner RC Takt, WD = Watchdog takt, Q2 = Quarz für Timer2
+Taktquellen: Q = Quarz, RC = interner RC Takt, WD = Watchdog-takt, Q2 = Quarz für Timer2