Powerbank ohne zusatztaste aufwecken

#1

Ich bin durch das Sonderangebot von a-z deliv für das Bauteilkit der Tonuino auf dieses Projekt gestoßen und hellauf begeistert. Ich habe die Schaltung des Cubikit mit MOSFET nachgebaut, aber ein paar Modifikationen vorgenommen. Für das FlipFlop habe ich einen 4093 IC genommen, der Pinkompatibel zum 4011 ist, aber 4 Schmitt-Trigger Gatter beinhaltet. Die Modifikationen sind Folgende: Nutzung der 2 unbenutzten Gatter um den Power-Down Impuls des Arduino solange zu blockieren, bis die Setup-Routine beim Einschalten durchlaufen ist und Pin D7 stabilen High Pegel hat. (Im Scetch muss im Setup der Pegel des PowerDown Pin auf HIGH geändert werden, und für den Sleep modus auf LOW schalten).
Die Spannungsversorgung des 4093 liegt permanent vor dem MOSFET an Betriebsspannung. Der Stromverbrauch ist vernachlässigbar niedrig, wenige Mikroampere.
Über einen 1MegOhm Widerstand wird der Einschaltpin des Flipflop auf HIGH Pegel gehalten. Wird jetzt eine der drei Tasten betätigt wird der Einschaltpin auf LOW gezogen und das FlipFlop schaltet um. Gleichzeitig wird über C1 der LOW Pegel für ca 5 Sekunden gehalten bis der Arduino stabil gestartet ist.
Für den MOSFET gilt, dass hier ein Typ mit niedriger UGS Tresholdspannung <2V gewählt werden muss, da die Powerbank im Sleep-Modus nur ca 2,5 V abgibt. Ein Mosfet mit höherer Tresholdspannung schaltet dann nicht durch.
Ich habe die Schaltung mit der INTENSO 10000mAh Powerbank getestet und es funktioniert super.
Falls Interesse besteht.hier der Schaltplan.

#2

Hey. Sind diese Modifikationen zwingend nötig für Powerbank Betrieb? Ich habe mein Test Cubiekid jetzt noch nicht via PB betrieben, daher frage ich. Der Pegelwechsel in setup() ist klar (bei der DEV FW) - es reicht aber wenn der Pin direkt am Anfang auf high geht. Siehe meine FW die ja beim CubieKid verlinkt ist.

#3

Hallo Stefan
Bei mir trat das Problem auf, dass ich die Box nur durch längeres Drücken einer Taste einschalten konnte. Bei einem kurzen Druck ging sie sofort wieder aus. Deshalb die Zeitverzögerungen über die RC-Glieder und die vorher unbenutzten Gatter.Jetzt reicht ein kurzer druck zum Einschalten. Was das Aufwecken der Powerbank angeht, kann es sein, dass es mit der ursprünglichen Schaltung funktioniert, wenn man einen MOSFET mit niedriger Tresholdspannung verwendet.

#4

Ich werde mal deine Schaltung auf einer Lochrasterplatine für das Breadboard nachbauen und testen.

Aber wie Stephan schon schrieb gab es noch keine dieser Probleme die du beschreibst.
Waren die Toleranzen deine Bauteile schuld?
Du hast das sicher ‘nur’ mit einer Platine getestet?

Damit kann man keine Statistik aufstellen. Auch ich müßte mehrere bauen.

Ich habe 2 CubieKid und deren Platinen, alles ok.
Dann habe ich noch zwei Abschaltelektroniken ala CubieKid gebaut, ebenfalls keine Probleme.
Bauteile meißt über die Bucht.

#5

Es kann sein dass auch Bauteiltoleranzen eine Rolle gespielt haben. Mein Hauptziel war es aber die Powerbank ohne Zusatztaste aus dem Sleepmodus zu holen. Da spielt auf jeden Fall der MOSFET eine wichtige Rolle. (Tresholdspannung). Dass das Einschalten über einen kurzen Tastendruck funktioniert, war eigentlich nur ein Nebeneffekt, um die beiden ungenutzten Gatter sinnvoll auszunutzen. In der Originalschaltung steht ja der Pegel des Shutdown pins d7 erst nach Durchlaufen des Setup vom Arduino stabil auf HIGH. Diese Zeit musste in der ursprünglichen Schaltung durch das Halten des Gates vom MOSFET durch die gedrückte Taste überbrückt werden. Das ist nun nicht mehr notwendig, da das FlipFlop sofort mit Drücken einer Taste in den Einschaltzustand kippt und das Powerdownsignal des Arduino erst nach einer Zeitverzögerung zum FlipFlop gelangen kann. So wird ausgeschlossen, dass während des Einschaltvorganges ein LOW-Pegel an das FlipFlop gelangt, da der Arduino das Setupnoch nicht durchlaufen hat und den Powerdownpin noch nicht auf HIGH gesetzt hat. Die RC Kombination am Power-On Eingang des FlipFlop sorgt nur für eine Verlängerung des Einschaltimpulses von den Tasten.

#6

Das HIGH kommt wie gesagt direkt am Anfang von setup() und gedrückt halten muss ich bei meinem Testsystem auch nichts. Gut, es wird mit 4 NIMH betrieben. Vielleicht ist da der Unterscheid - aber du schreibst ja auch explizit “Powerbank”. Von daher alles gut.

#7

Auch ich muß hier zugeben das ich ein abschaltbare Powerbank nicht benutze.

#8

Hallo Thomas,

ich finde deine Lösung sehr interessant und würde sie gerne nachbauen.
Gibt es eine Möglichkeit um die SMD Bauform “rumzukommen”?
Hab bei meiner Recherche(reichelt) nichts passendes gefunden. Liegt aber denk ich an meiner fehlenden Kompetenz :roll_eyes:

Danke und Gruß
Markus

#9

Hallo mothex
Ich habe lange gesucht, aber keinen passenden MOSFET gefunden der nicht als SMD ausgeführt war. Der von mir letztendlich verwendete FDC638P hat die sogenannte SSOT6 Bauform. Ist zwar auch SMD, aber er lässt sich gut auf eine Universal-Lochrasterplatte verlöten.
Man muss ihn auf vier im Quadrat angeordnete Lötpunkte verlöten. Dabei so positionieren, dass Source und Gate jeweils auf ein Lötauge kommen und die restlichen 4 Drain pins je zwei auf ein Lötauge. Das passt gerade so und lässt sich mit etwas Geschick gut machen.
Noch ein Hinweis zu den Elkos. Für den 4,7 und den 10 uF unbedingt Tantalelkos verwenden, da Alu-Elkos oft einen zwar geringen Leckstrom haben. Da könnte es sein, dass die RC Glieder nicht richtig funktionieren, wegen der hochohmigen 1MOhm widerstände
Für den 100 uF Elko kannst du einen normalen Alu-Elko nehmen.
Würde mich über ein Feedback freuen ob es bei dir gut funkst.

#10

Alternativ einfach eine Powerbank verwenden, die NICHT abschaltet + den Polulu-Switch.
Damit lässt sich der TonUINO auch mit jeder Taste (kurzer Druck) aufwecken.

#11

Eventuell kannst du ein Foto von deiner Patine hier einstellen, vorder rückseite.
Man braucht ja das Rad nicht zweimal erfinden