Strombedarf / -aufnahme steigern

In der Regel ist man, ganz besonders bei Akku- oder Batterie-betriebenenGeräten, bemüht, die Stromaufnahme so gering wie möglich zu halten. Das kann jedoch bei Verwendung "intelligenter" Stromversorgungen (Power Bank) zu Problemen führen, da diese dann bei Unterschreitung eines Schwellwertes in den Energiesparmodus schalten und keine Ausgangsspannung mehr liefern.

Dieser Schwellwert variiert sehr stark (und das sogar innerhalb derselben Modellreihe), so dass es in einigen Konstellationen schon zu Abschaltungen kommen kann, obwohl der TonUINO noch in Betrieb ist.
Um solche ungewollten Abschaltungen zu vermeiden, gleicht der Austausch der Power Bank eher einem Lotteriespiel als einer wirklichen Abhilfe. Stattdessen wird empfohlen, durch geeignete Schaltungsmaßnahmen die Stromaqufnahme des TonUINO kontrolliert und schrittweise zu steigern, bis der Schwellwert zur Abschaltung zuverlässig überschritten wird.

Schritt 1:

Schon in der Basisversion der TonUINO Firmware wird Pin D7 des Arduino so gesteuert, dass dort ein HIGH Signal (+5 V) anliegt, wenn der TonUINO in Betrieb ist. Wird eine LED an diesen Pin geschaltet (D1 und R1), erhöht sich der Strombedarf des TonUINO um den Betrag des LED-Stroms (max. 15 mA, Belastungsgrenze von D7). Gleichzeitig gewinnt man durch die zusätzliche LED eine Betriebsanzeige.
In der Regel reicht diese Maßnahme schon, um das Abschalten der Power Bank zu verhindern.

Vorteil dieser Lösung ist, dass Pin D7 durch den Abschalt-Timer des TonUINO auf LOW Signal (0 V) geschaltet wird, so dass der Strombedarf im Falle der automatischen Abschaltung des TonUINO drastisch sinkt und im Anschluss die automatische Abschaltung der Power Bank weiter genutzt werden kann.

Schritt 2:

Ist die Maßnahme nach Schritt 1 nicht ausreichend, kann der Strombedarf nur noch gesteigert werden, wenn keine elektronische Schaltung eingesetzt werden soll, indem ein zusätzlicher Lastwiderstand direkt an + 5 V angeschlossen wird (R2). Bei 220 Ohm würde der Strombearf um weitere 23 mA steigen.
Nachteil dieser Schaltung ist allerdings, dass der zusätzliche Strombedarf bestehen bleibt, auch wenn der TonUINO über den Abschalt-Timer in den Energiesparmodus geschaltet wird. Dies könnte u. U. dazu führen, dass die automatische Abschaltung der Powerbank nicht mehr funktioniert.

Soll die automatische Abschaltung der Power Bank weiter genutzt werden, muss der Widerstand solange vergrößert werden, bis die Automatische Abschaltung der Power Bank wieder anspricht.

Schritt 3:

In wenigen Fällen reicht die Stromerhöhung nach Schritt 1 (und auch Schritt 2) zwar aus, den TonUINO sicher in Betrieb zu halten. NICHT jedoch dazu einige Pwerbanks zuverlässig aus dem Ruhemodus einzuschalten. Hier kann gezielt der Einschaltstrom zusätzlich durch den Kondensator "C1" erhöht werden.
An dieser Stelle übernimmt der Kondensator gleich 2 Funktionen:
  1. Als Energiespeicher stabilisiert er zusätzlich die Betriebsspannung bei plötzlicher Belastung (laute, bassintensive Musik) als sog. Stützkondensator (Schaltung dazu siehe bei Schritt 1).
  2. Wenn entladen (das geschieht durch R2) ist der Strom zum Aufladen beträchtlich höher als der Betriebsstrom den TonUINO, wodurch die Powerbank zuverlässig eingeschaltet wird.
    Ist der Kondensator geladen, benötigt er, anders als ein Widerstand, keine weitere Energie und erhöht somit den Betriebsstrom nicht.
    Durch den Kondensator wird die Akku-Laufzeit also nicht beeinträchtigt.