Ausschaltverzögerung für den GPS-EmpfängerFür die Versorgungsspannung des GPS Empfängers hat man mehrere Möglichkeiten:
Ausschaltverzögerung für den GPS-EmpfängerMan könnte so eine Verzögerung sicher auch mit einfacherer Elektronik bauen. Ich habe hier ebenfalls einen Mikrocontroller eingesetzt, weil man die Funktionsweise dadurch leicht anpassen kann.
Vorsicht! Am Anfang sollte man genau kontrollieren, ob die Batterie nicht im Laufe der ersten zwei Wochen durch die Benutzung dieser Elektronik langsam entleert wird. Dies kontrolliert man am einfachsten durch Messen der Spannung mit einem Multimeter, das man an den Zigarettenanzünder-Ausgang anschließt. Paßt die gewählte Einschaltzeit und die Häufigkeit der Benutzung des Autos nicht zueinander, kann der Akku langsam entleert werden. Fährt man viele Kurzstrecken und ist die Einschaltzeit lang gewählt, ist der GPS Empfänger vielleicht permanent eingeschaltet und die Fahrtzeit des Autos reicht im Schnitt nicht zum Laden der Batterie. Gegenmaßnahme wäre die Überwachung der Batteriespannung und Ausschalten des GPS-Empfängers bei Unterspannung, wie es ja auch die CAR-PC-Netzteile machen. Dieses Feature ist hier aber nicht implementiert, auch wenn man es recht einfach durch Anschließen eines Spannungsteilers und Messen der Spannung mit dem Mikrocontroller erweitern könnte.
Ein 7805 Spannungsregler wandelt alle Energie, die zur Reduktion auf die gewünschte Spannung führt, in Wärme um. Bei dem GPS Empfänger, der einen Strom von 100mA (bei 5V) benötigt, sind dies (12V - 5V) * 0,1A = 0,7W verschwendete Energie. Die benötigte Stromstärke ist ebenfalls 100mA (bei 12V).
Der verwendete Schaltregler LM2574 hat eine Effizienz von ca. 72% bei der entsprechenden Stromstärke und den Spannungen. D.h. beim verwendeten GPS Empfänger mit 100mA oder 0,5 Watt Leistung wird eine Leistung von 0,5 * 100/72 = 0,69 Watt benötigt. Da der Schaltregler mit 12V betrieben wird, entspricht das einem Strom von 0,69... / 12 = 58 mA.
Fazit: Bei Benutzung des Schaltreglers ist mit einem Betriebsstrom von ca. 60 mA zu rechnen, bei Verwendung des Spannungsreglers ca. 100mA. Anders ausgedrückt kann man sich bei Verwendung des Schaltreglers leisten, den GPS Empfänger 40% länger eingeschaltet zu lassen. Daher habe ich den Schaltregler vorgezogen.
Da ich den LM2574 erst später nachgerüstet habe, ist er im ursprünglichen Schaltplan nicht enthalten. Die zusätzliche Schaltung ist einfach vor die Ausschaltverzögerung zu bauen.
Als Diode ist eine Schottky Diode zu verwenden. Das ist eine Diode mit sehr schneller Schaltzeit, die wegen der hohen Schaltzeiten im Bereich von 50 kHz benötigt wird.
Ich habe folgende Ströme gemessen:
Vom minimalen Strom gehen 7,5 mA auf das Netzteil (das in ausgeschaltetem Zustand auch noch etwas verbraucht) und der Rest auf die Ausschaltverzögerung (ca. 8,5 mA).
Verwendet habe ich hier einen ATMega8. Da nur 3 Port-Pins verwendet werden, hätte man auch einen ATiny mit wenigen Anschlüssen nehmen können.
Download: Schaltplan und Platinenlayout für Eagle und Vorlage zum Ätzen der Platine
Zu beachten ist hier noch, dass bei Einsatz eines 7805 ein Kühlkörper benötigt wird. Daher ist dieses Bauteil nicht liegend wie in der Abbildung zu sehen einsetzbar.
Part Value Device Package C1 47µ CPOL-EUE2.5-5 E2,5-5 C2 22p C-EU050-024X044 C050-024X044 C3 22p C-EU050-024X044 C050-024X044 CON1 CON10L CON10L IC2 MEGA8-P MEGA8-P DIL28-3 IC3 7805T 7805T TO220H JP1 PINHD-1X4 1X04 LED1 LED3MM LED3MM Q1 4MHz XTAL/S QS Q2 BC557 BC557 TO92 R1 10k R-EU_0207/7 0207/7 R2 330R R-EU_0207/7 0207/7 R3 390R R-EU_0207/7 0207/7 T1 BC547 BC547 TO92