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Kleiner MOSFET Schalter mit Akkuüberwachung

Dieser elektronische Schalter ist klein und hat ein separates Bedienpanel. Damit bleiben die Wege vom Akku zum Verbraucher kurz, und das Bedienteil kann an geeigneter Stelle im Modell montiert werden. Die Akkuspannung wird mittels zweier LED dauernd signalisiert und dank stromsparendem Mikroprozessor kann der Schalter dauerhaft am Akku verbleiben.

Ich wollte für meinen kleinen Segler einen Schalter, der mir neben dieser Grundfunktion auch noch Angaben über die momentane Spannungslage des Akkus machen kann. Zuerst sind die Eckdaten, wenn auch nur grob, festzulegen.

Pflichtenheft
- Betriebsspannung 3.6-7V (Arbeitsbereich von 4-5 Zellen NiCd/Mh)
- minimaler Strom 3A Dauer / 10A Peak - Statusanzeige der Akkuspannung über verschieden farbige LEDs (Grün-Rot)
- einfache mechanische Herstellung wegen eingeschränkten Fertigungsmöglichkeiten (Einseitige Printplatte)
- Einsatz vom SMD Technologie
- Verwendung eines Mikrokontroller
- als Besonderheit sollen der Taster und die beiden LEDs auf einer separaten Platine montiert sein und mit einem Kabel zur Hauptplatine verbunden werden.

Wunschliste
- stetiger Verbleib am Akku auch nach dem Flug und bei Lagerung im Hobbykeller
- Statusanzeige der Akkuspannung während der Lagerung
- Möglichkeit für den Betrieb mit anderen Akkutypen / Zellenanzahl


Entwicklungschritte
Als Mikrokontroller habe ich mir die Reihe ATTiny von Atmel ausgesucht. Für diese sind viele professionelle Programme verfügbar, die zuweilen mit limitierten Funktionsumfang auch kostenlos genutzt werden können. Im diesem konkreten Fall ist es der Atmel ATTiny13V. Was dieser uP zum Leben braucht ist schnell beisammen; Spannung zwischen 1.8 und 5.5V und ein bei der vorgesehenen Beschaltung den Pullupwiderstand für den Reset-Pin.

Der ATiny13V besitzt mit der Grösse von 8X8mm einen ausgewachsenen 8-Bit Prozessor, 1kB Flash-ROM für das Programm, 128 Byte RAM für temporäre Programmdaten, 128 Byte EEPROM für Daten die auch nach dem Auschalten erhalten bleiben (ich komme darauf zurück), sowie 5 A/D Wandler. Der Baustein besitzt noch weitere, hier nicht erwähnte Funktionen und dafür braucht er gerade mal acht! externe Anschlüsse (SOIC8).

Funktionsweise
Über einen Taster soll der Schalter bedient werden. Im eingeschalteten Zustand soll die eine LED (grün) diesen Betriebszustands mit Dauerlicht anzeigen. Die zweite LED (rot) signalisiert die aktuelle Spannungslage des Akkus. Damit während des Fluges und beim Hantieren mit dem Modell keine ungewollten Schaltzustände auftreten, muss der Schalter wie folgt aktiviert und deaktiviert werden;

- Einschalten: Taste länger als 0.5 sek. im ausgeschalteten Zustand drücken - Ausschalten: frühestens nach 3 sek. ohne Tastendruck, den Taster drücken bis die grüne LED schnell zu blinken beginnt (1 Sek.), jetzt den Taster wieder loslassen und die zweite Blinkfrequenz abwarten. Dann nochmals den Taster drücken: AUS.
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