Немного о МК с низким потреблением (STM8L)

Блог им. dcoder

Камрад Bomond подкинул тут ссылочку на интересное видео.
Демонстрируется работа девайса на STM8L. Девайс состоит из LCD экранчика и кнопочек. Питается это дело от:
— Динамомашинки
— Кактуса
— Солнечных батареек
— Чашки кофе (элемент пельтье видимо)

  • +1
  • 19 июля 2011, 16:40
  • dcoder

Комментарии (35)

RSS свернуть / развернуть
Микроконтроллеру сейчас достаточно микро- или даже наноампер. Это всё конечно круто. Но что дальше? Информацию надо отобразить. Светодиоды, большинство ЖК-дисплеев жрут потребляют миллиамперы. Мегапопулярный датчик температуры DS18b20 в процессе измерения температуры требует около миллиампера. В итоге потребление МК уже ни на что не влияет.

Кстати о дисплеях. В видео упоминают что ЖК управляется самим STM8L в качестве контроллера. Есть примеры такого управления с замером потребления? Или какие-либо дисплеи с контроллером, которые потребляли бы меньше 100 мкА, т.е. были бы пригодны для длительной работы от батареи? Я нашел только MT-10T7 фирмы МЭЛТ, десять 7-сегментных знаков, потребление около 20 мкА. Сделал на нем несколько градусников, работают от дисковой батарейки CR2430, уже почти год. Всё хорошо, но 10 цифр бывает и много или, наоборот, мало. Вообще имхо тема весьма интересная, но малораскрытая.
0
  • avatar
  • ACE
  • 19 июля 2011, 17:54
  • ↓
Там похоже просто стекло. Для его работы, видимо, поставили многоногий стм8л, который напрямую управляет сегментами.
0
в стм8л152 есть встроенный контроллер ЖД дисплея. На такой экранчик его как-раз хватит
0
В стм8л дискавери по умолчанию зашита программа, которая замеряет потребление МК в разных режимах и отображает на дисплее. Надо добраться до неё и посмотреть.

Алсо, про наноамперы и микроамеры: если нужна производительность хотя-бы в 1 MIPS, то счет идет уже на сотни микроампер. Выше — миллиамперы.

С другой стороны, RH&T датчик SHT21 кушает всего 300 микроампер при замере.
0
Вот и получаем, одно измерение через SHT21 равно нескольким миллионам операций. Вот даже сходу и не придумаю, когда оно может пригодиться. Если требуется большая обработка, значит нужно получать/отправлять/складировать большой объем информации, что требует существенных расходов по питанию. В противном случае контроллер будет спать бОльшую часть времени.
0
Если потрбление нельзя задирать выше нескольких десятков микроампер, то можно пропобовать сделать так:
-Заряжаем кондер от источника питания. (током в несколько микроампер)
-Потом питаем градусник этим кондером на время замера.
0
Да, при питании от солнечной батареи, к примеру, может сработать. Да и при питании от батарейки это помогало продлить работу, без конденсатора дисплей терял контрастность во время измерения температуры, когда батарейка уже с трудом тянула.
0
Вот сейчас посмотрел даташит — контроллер LCD в стм8л потребляет 3мкА. Сколько потребляет та стекляшка, которая стоит на дискавери — не нашел, но думаю тоже едицицы, может десятки микроампер.
0
Вот это уже интересно. Можно было бы попробовать замутить на нем отображение на что-нибудь типа http://www.chipdip.ru/product/its-e-g0803srnp.aspx
0
Я хочу сделать себе RH&T метр на стм8л с отображением температуры и влажности на подобном ЖК. Питаться он будет от кактуса/солнышка/родиоволн/ect :)
0
Кстати тоже очень интересная тема. Самое простое — солнечная панелька. Кактус жалко :) Вопрос куда энергию накапливать. Конденсатора маловато. Моему градуснику здорового 10000 мкФ хватало всего минут на 10-15, если я правильно помню. А надо чтобы ночь пережить мог. Ионистр? Жаль нету, поэкспериментировал бы.
0
Вот по этому я больше смотрю в сторону питания от радиоволн.

А градуснику можно сделать «ночной режим», когда он будет просыпаться только от нажатия кнопки и делать замер однократно. Хотя опять-же саморазряд и прочие гадости…
Можно поступить более радикально и использовать аккумулятор, но это несколько выбивается из моей концепции.
0
У аккумулятора опять же саморазряд получится больше, чем копеечное потребление самого устройства. С ним тогда уж делать погодную станцию, с красивой анимацией на цветной дисплей. И дисплей включать по датчику приближение, пусть работает только когда ты подошел к нему :)
0
Опять-же затраты на постоянно работающий датчик приближения.

Вообще электроника с малым потреблнием развивается как-то не равномерно. Есть МК, жрущие микроамперы, но датчики и индикаторы потребляют на порядок больше.

С ионистором и я не отказался-бы поиграться.
0
Датчики по большей части спят, а пассивные индикаторы (сегментные ЖК без подсветки например) кушают еще меньше чем МК. Поэтому всякие термометры/часики/чтонитьметры на мелких таблеточных батарейках работают годами.

Мена больше впечатляют мыши, которые работают более полугода на паре АА батареек, пусть они и щелочные, но там нужно постоянно следить за перемещением (где на одну подсветку несколько мА идет, да и сами датчики нехилым быстродействием обладают) и поддерживать радиоканал.

Ну а в мобильной электронике, где дисплей на подсветку жрет 80% энергии — там уже и процы не столь микропотребляющие.
0
Ну мышь то через минуту засыпает и ее приходится будить нажатием на кнопку. Радиоканал работает только при передаче — особенно видно по клавиатуре — в ней даже выключателя нет. Нажал на кнопку — пошло прерывание, проц. считал код и выплюнул в эфир. А там лови.
0
Моя не засыпает. Вернее, засыпает конечно, и гораздо быстрее, но просыпается от движения и раньше чем я замечаю лаг. Играю я на ней по крайней мере без проблем.
Ну и радиоканал двухсторонний. Хотя, разумеется, он тоже преимущественно спит.
В целом, если посчитать, кушает она в среднем порядка 0.7мА при 3В. Не так уж и мало, но большинство других мышек работают от батареек куда меньше.
0
Не, у меня засыпает.
0
Разные бывают. Из моих полностью засыпает A4Tech XFar X630, и это раздражает. Забавно что при этом, в отзывах о ней отмечен недостаток — батареек хватает менее чем на месяц. А о другом китайском мыше, которое не засыпает, тока снижает частоту сэмплирования поверхности, на тех же батарейках (Defender какойтотам за 400р) — напротив, что долго работает.
0
Короткая пробежка по ионисторам (http://www.platan.ru/cgi-bin/qweryv.pl/0w10608.html) показала, что они не такие уж и дорогие.

К примеру 1Ф на 3.6В стоит 110р
0
Тут встают очередные проблемы. Напряжение ионистора при разряде будет падать. Либо придется использовать небольшую часть ёмкости, заряжая и разряжая в пределах, допустимых для питания девайса. И если для питания stm8l можно разряжать с 3.6 до 1.65 вольт, то для SHT21 уже надо минимум 2.1. Хорошо ещё если ЖК дисплей удовлетвориться таким же диапазоном. Либо придется использовать стабилизатор напряжения, что опять же приведет к потерям.
0
Тут есть интересная тема:
техасские инстрУменты разрабатывают МК, способные работать от 0.9В. Но опять-же остальные девайсы отстают от этого.
0
у нас ионисторы тоже, как ни странно не очень дорогие.
0
Где-то ссылка пробегала что замутили источник тока от радиоволн, т.е. работают от теле-радиостанций принимая на антенну, вроде уже есть прототип телефона, но пока ещё далек от идиала. как я понял задача заряжать встроенную акб во время ожидания.
— комбинируя различные режимы с стм8л, можно добиться хороших результатов. я пока только макетирую, да и девайс предполагается без индикации, но уже результат лучше чем с ATmega64A благодоря наличию ПДП (dmа) попробую потом описать что нибудь из результатов работы.
0
  • avatar
  • ZiB
  • 19 июля 2011, 19:52
  • ↓
Вот например, вайфайный заряжатор для аккумуляторов.
www.popmech.ru/blogs/post/1871-energiya-radiovoln-wi-fi-budet-zaryazhat-akkumulyatoryi/

Или метеостанция, работающая от радиоволн (собственно, что-то подобное я и планирую запилить)
www.energohelp.net/articles/alternate/62477/
0
По первой ссылке есть большие сомнения.
Емкость аккумулятора можно принять равной 1400 ма/ч, напряжение 3,7 В www.sotmarket.ru/product/akb_blackberry_d-x1_orig.html?ref=35416
Зарядка от 30% до 100% — это зарядить на 1 а/ч, при этом надо передать ему энергию 3,7 В х 1А х 1 ч = 3,7 В*А*Час (это при КПД = 100%). При этом мощность, которую надо передавать аккумулятору для его зарядки в течение 1,5 часов будет равна 2,5 Вт (опять таки при 100% КПД). На каком расстоянии от мощной точки доступа и с какой антенной можно принять такую мощность. Голова не заболит?
0
Кстати, мощность точки доступа DWL2100AP — 16 дбм, то есть 40 миливатт.
0
Да, у них максимальная мощность до 100мВт вроде.
0
Поэтому мне кажется, что это сообщение — шарлатанская попытка добыть денег на исследования (как алхимики — при поисках «философского камня»). Или корреспондент чего-то не понял.
0
Посмотрите, может быть будет интересно.
www.silabs.com/products/mcu/lowpower/Pages/C8051F90x-91x.aspx
0
  • avatar
  • mzw
  • 19 июля 2011, 22:41
  • ↓
Круто. Только, как по мне, все это не более чем спортивные достижения. Как уже было сказано, большинство функционального обвеса имеет гораздо большее потребление — закон сохранения энергии не обмануть.
0
Зато тот обвес работает со скважностью более 9000. Вон например на радиокоте часы наручные с LED-индикацией и питанием от 2032. Ничего, год тянут. И то это уже скорее всего заслуга потребления ATmega16 в их основе.
0
Доделал спящие режимы в своем термометре.
Состоит он из STM8L152C6, LCD стекляшки и SHT21.
В cреднем потребляет 6-8 мкА, ибо почти постоянно нходится в спящем режиме. LCD работает постоянно.
При измерении температуры/влажности потребляет около 200 мкА.
Ток замерял мультиметром DT9508

Работает пару минут от конденсатора на 1000мкФ
Хотел запустить от яблока, но у него тока не хватило :)
0
А как ты оторвал питание от st-link и остальной хрени с дискавери?
0
Там джампер IDD есть. Через него подается питалово на МК. Вот снимаешь этот джампер и на средний контакт подаешь питание. Еще надо SWIM отцепить — паразит от него питаться может.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.