Hallo NG,
für ein Projekt muss ich eine Datenerfassungselektronik designen, die sowohl Kraft als auch Beschleunigung misst. Die Kraft soll mit einer Auflösung von mindestens 13 Bit, die Beschleunigung ebenfals mit mindestens 13 Bit bei jeweils 50 kSamples/Sekunde erfasst werden. Die ganze Messzeit soll ca. 60 s betragen, die Standby-Zeit ungefähr 15 Minuten. Das Problem dabei ist die Grösse. Ich habe nur einen Platz von 12x12x60 mm³. In diesen Raum muss noch eine Batterie oder am besten ein Akku, der entsprechenden Strom liefern kann. Mein ursprüngliches Design verwendet den Flash-Speicher AT45DB161B von Atmel. Aufgrund des hohen Datenaufkommens muss ich 6 Speicher zeitversetzt beschreiben, um auf die Summenabtastfrequenz von 100kHz bei 32 Bit (16 Bit/Kanal -> 3 Bit/Kanal würden dabei verschwendet). Laut Datenblatt würde bei einer Spannung von 2,5 - 3,6 V ein Strom von maximal 210 mA fliessen. Hinzu käme noch der Analogteil mit ungefähr 50 mA bei 5V. Als Kontroller soll der ATmega8 mit ca. 25 mA bei 5V zum Einsatz kommen.
Hier noch einmal als Übersicht: Speicher 210 mA 3,6V Analog 50 mA 5 V Kontroller 25 mA 5 V
Dies entspricht einer Leistung von ca. 1,131 W bei aktiver Messung. Im Standby wären es nur ein Bruchteil der Leistung.
Das grösste Problem liegt nun in der Stromversorgung. Für die Batterie (oder den Akku) haben ich einen Platz von 12x12x20 mm reserviert. Er kann natürlich geringfügig grösser sein; - aber kleiner wäre mir lieber. Bei der Grösse kämen z.B NC-Akkus zum Einsatz, z.B:
Bei der Spannung von 1,2 V würde mit Hilfe von Step-Up Reglern ein Dauerstrom von ca. 1A benötigt. Ich bezweifel ob dies die Zelle liefern kann. Das Gleiche gilt für den NimH Akku von der Fa. Emmerich:
In diesem Fall würde ich drei Stück in Serie nehmen. Dadurch würde der Strom nur noch ca. 350 mA betragen. Viel zu viel für die Belastung über 60 Sekunden.
Alternativen wären eine Lithium Batterie:
Diese Zelle hat 3V. Doch auch hier wäre die Strombelastung zu gross.
Lange Rede kurzer Sinn!
Kennt jemand Akku's bzw. Batterien die für meinen Einsatz geeignet sind? Eventuel Lithium-Ionen mit 3,6V? Ich benötige eine Kapazität von ca. 50 mAh. Wie sehen Beispielsweise die Akkupacks von Notebook-Akkus aus zwecks Kontaktaufnahme mit dem Hersteller wenn die Einzelzellengrösse für mich in Frage kommen sollte? Oder welche Zellen gibt es mit deutlich höheren Spannung, um einen Step-Down-Regler zu verwenden, damit die Stromentnahme entsprechend geringer wird? Kennt jemand Hersteller, die Kundenspezifische Akku's in Kleinserien von ca.
200 Stück liefern?Welchen Speicher könnte ich alternativ benutzen der entsprechend geringeren Strom benötigt? Unter dem Strich muss dieser Speicher alle 5 Microsekunden ein Byte abspeichern und unbedingt ein SPI-Interface besitzen. Es muss kein Flash sein, weil der Speicher nach der Messung sofort in einem PC-Interface ausgelesen wird. Wie wäre es mit SRAM bei entsprechender Grösse von maximal 10 x 40 mm² und 8 MByte?
Ich bin für JEDE Anregung dankbar, auch wenn es bedeuten würde die eingangs genannten Anforderungen herunter zu schrauben. Ich könnte mir beispielsweise vorstellen nur mit 11 Bit die Beschleunigung zu messen, um damit nur noch ganze 3 Byte abspeichern zu müssen. Die Kraftauflösung von 13 Bit muss dagegen beibehalten werden.Die Folge wäre ein etwas geringerer Strombedarf für den Speicher, weil nicht mehr alle sechs Speicher gleichzeitig beschrieben werden müssten.
Habt vielen Dank im voraus für eure Anregungen und die Geduld beim Lesen meiner Problemstellung.
Gruß
Stephan
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