Là những giả định sức mạnh lý thuyết của tôi về avr này có đúng không?


12

Sau khi được truyền cảm hứng từ một báo thức bóng tối dựa trên ATMEGA 168 đơn giản có tuổi thọ lý thuyết là 3 năm với pin sử dụng chế độ ngủ, tôi đã quyết định tạo ra một thứ tương tự của riêng tôi (một báo thức, sử dụng bộ tạo dao động cho độ chính xác gần như ổn chứ không phải ánh sáng)

Sự nhầm lẫn của tôi nằm ở cách tính tuổi thọ pin (xem phần "Tính toán thời gian sử dụng pin") vì vậy tôi đã quyết định tự tính toán.

AVR rõ ràng ở mức 1.8V ở chế độ tắt nguồn tiêu thụ 0,1 0.1A. Trong chế độ hoạt động, 250 GiảA giả sử bộ tạo dao động ngoài 1 MHz (biểu dữ liệu ở đây ).

Bây giờ một vài pin (lý tưởng có thể) sẽ có 1200 mAh, vì vậy

1200 / 0.001 / 24 / 365 = ~137 years standby life time
1200 / 0.250 / 24 / 365 = ~0.5 years active life time

Giả sử bộ rung Piezo + điện trở sê-ri 10k của tôi mất tổng cộng 5 mA, tôi có thể trung bình sử dụng hiện tại theo giờ

5mA * 10 (second alarm)? / 6 (intervals of 10) / 60 (in to hours) = ~0.138mAh
0.250mA (active current) * 10 / 6 / 60 = ~0.00694 mAh

Kết quả cuối cùng là (bỏ qua việc rút điện chủ động chồng chéo trạng thái xuống nguồn) ..

1200 / (0.001 + 0.138 + 0.00694) / 24 / 365 = 0.9 years 

Bạn có thể đề nghị những sai sót lớn trong việc này? Điều gì sẽ là một phương pháp để tính toán tất cả sự rút ra hiện tại này theo thời gian, đặc biệt là khi pin sử dụng mAh thay vì Wh và bảng dữ liệu chỉ xác định "xx uA @ 1.8v" (chứ không phải ~ 4.5VI đang sử dụng). Có cách nào đơn giản hơn để tính mức tiêu thụ năng lượng khi mọi thứ chỉ rút năng lượng ở những khoảng thời gian nhất định (chứ không phải là tính toán "trung bình mỗi giờ" của tôi) tôi đã thực hiện?

Tôi dường như đã va vào một bức tường ở phía lý thuyết của dự án cá nhân. Nó chỉ khiến tôi quan tâm nó có thể chạy được bao lâu nếu tôi thiết kế nó đơn giản nhất có thể.


1
Thông số kỹ thuật 1.8V vì dòng điện và công suất thấp hơn so với V. uP cao hơn là thông số kỹ thuật để chạy ở mức 1.89V. Hãy chắc chắn để được tự xả pin. Std Nimh chết lâu rồi. LSD nimH và kiềm hiện đại OK nhưng xuống ở độ tuổi đó. AA nên >> 1200 mAh trong mọi công nghệ thông thường.
Russell McMahon

1
@RussellMcMahon, chúng tôi đã chuyển đổi cuộn, bạn đã nhận xét nhanh chóng đưa ra câu trả lời cơ bản và tôi đã viết một câu trả lời dài dòng :)
Kortuk

@Kortuk - -1 mỗi :-)
Russell McMahon

"Bây giờ một vài pin (lý tưởng có thể) sẽ có 1200 mAh" - Các pin kiềm nằm trong khoảng 2000-2500mAh, theo như tôi biết.
marcelm

Câu trả lời:


6

Bạn đang rất gần. Công suất trung bình là một cách rất chính xác để làm điều này với điều kiện là bạn không kéo dòng điện cao đến mức công suất hiệu quả của pin dao động.

Pin, Pin và Pin khác

Có một thuật ngữ rất quan trọng, và đó là tốc độ tự xả của pin. Điều này phụ thuộc vào hóa học, nhưng giả sử bạn có được hydrua kim loại niken. Tỷ lệ tự xả là "20% trở lên trong 24 giờ đầu tiên, cộng với 4% mỗi ngày sau đó" nếu đó không phải là tỷ lệ tự xả thấp NiMH , vẫn xả khoảng 25 hoặc hơn% mỗi năm.

Pin lithium có một số đặc điểm tốt nhất cho tốc độ tự xả và kinh nghiệm của tôi hỗ trợ thực tế này. Tôi nghĩ rằng trường đại học pin có một trang web tuyệt vời để thảo luận về nhiều đặc điểm pin khác nhau và tôi thường chỉ cho mọi người ở đó để tìm hiểu về pin khi họ bắt đầu làm việc với chúng. Nếu bạn muốn so sánh tốc độ xả pin, họ có cả một bài viết thảo luận về các hiện tượng .

Đây là một chút xung quanh điểm, nhưng tôi luôn cố gắng để làm cho điểm này, khi bạn đo điện áp pin, bạn cần phải có nó dưới tải. Điều này thay đổi theo hóa học, nhưng nó là tối quan trọng trong lithium. Tôi đã có một đồng nghiệp đặt các tế bào đồng xu xấu trong các thiết bị của chúng tôi và sử dụng chúng vì các tế bào đồng xu cho thấy điện áp gần như không có tải. Dưới một tải trọng bất kỳ (10kohm aprox .2mA), chúng đã bị chết phẳng.

Vi điều khiển của bạn và bạn

Khi bạn đang xử lý việc sử dụng bảng của nhà sản xuất về dòng rò, cũng có nhiều vấn đề khác nhau mà bạn sẽ phải giải quyết để tuân theo những thông số kỹ thuật có lẽ cũng đang suy nghĩ. Lớn nhất tôi đã thấy là một đầu vào nổi. Nhiều kỹ sư sẽ để lại các chân không sử dụng làm đầu vào suy nghĩ, "Này, điều này có thể gây hại gì?" Khá một chút nếu bạn đang nói microamp. Một đầu vào nổi sẽ có các bóng bán dẫn thay đổi trạng thái liên tục và các dao động gây ra sự khác biệt về sức mạnh. Chúng tôi đã từng giảm tuổi thọ trong một sản phẩm vì chúng tôi gặp lỗi khiến 2 chân nổi khiến dòng điện chờ của chúng tôi tăng hơn gấp đôi trên MSP430. Bạn cần phải lái tất cả các chân của mình để xuất ra và để chúng giữ trạng thái.

Rất dễ bỏ lỡ khi thực hiện những tính toán này như thời gian thức dậy. Tôi dường như nhớ MSP430 của chúng tôi có thời gian thức dậy không đáng kể nếu bạn làm việc đó rất thường xuyên. Nó cũng có xung năng lượng lớn hơn chỉ trong chốc lát khi xuất hiện trực tuyến. RTOS nhỏ của chúng tôi đã phải cố gắng tính đến điều này và nếu tắt máy ít hơn X mili giây, chúng tôi đã bỏ qua nó với NOP và tiết kiệm điện.

Nếu bạn đang nhìn vào một sản phẩm có tuổi thọ rất dài, bạn sẽ cần lớp phủ phù hợp . Các loại dầu trong da của bạn không phải là một vấn đề ngay lập tức, nhưng theo thời gian, chúng tạo thành một vật liệu dẫn điện nhẹ trên bảng của bạn. Lớp phủ phù hợp bảo vệ bảng của bạn khỏi ảnh hưởng nhỏ hiện tại này.

Đọc bất kỳ ghi chú ứng dụng nào họ có về hoạt động năng lượng thấp, nó có thể bao gồm các vấn đề như các chân cần được giữ như đầu ra và nhiều sự thật quan trọng và hữu ích khác.

Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, Đừng để bản thân thư giãn chỉ vì bạn đã đọc ghi chú ứng dụng và mọi thứ dường như ổn sau một tuần chạy sản phẩm của bạn, bạn phải làm như clabacchio nói, bạn phải đo lường và đảm bảo. Bạn gỡ lỗi mã của bạn một cách bình thường, đây là một phần của mã đó, bạn cần tìm hiểu xem bạn có mắc lỗi nào khiến dòng điện nhàn rỗi của bạn là mAs thay vì uA hoặc thậm chí chỉ khi bạn đã làm những gì chúng tôi đã làm và một pin bị tai nạn . Hãy chắc chắn rằng bạn sử dụng các phép đo được đệm khi bạn thực hiện việc này, nếu bạn có một rò rỉ lớn trên thiết bị của bạn lấy dữ liệu, bạn có thể tạo ra một ngọn núi từ một nốt ruồi khi thử nghiệm. Ngoài ra, đừng bao giờ quên về pullups, chúng là những con lợn nhỏ quyền lực nếu bạn không cẩn thận.


20% + 4% / ngày, đó là những con số rất thú vị và đáng buồn. (Đó là lý do tại sao tôi không bao giờ mua máy ảnh kỹ thuật số cần pin AA.)
Al Kepp

@AlKepp, bạn có thể mua các loại pin dựa trên lithium tôi tin rằng, chúng chỉ tốn hơn một chút.
Kortuk

2

Lý thuyết có vẻ đúng, tôi sẽ chỉ cho bạn một gợi ý: thiết kế mạch với chu kỳ hoạt động rất thấp (thời gian thiết bị hoạt động) thường biết mức tiêu thụ năng lượng ngủ (và đó là những gì bạn đã làm, nhưng tôi sẽ đề nghị đo nó một lần được xây dựng, vì tôi vừa phát hiện ra thiết kế có ảnh hưởng như thế nào đến sự rò rỉ điện.

Sau đó, nhưng điều này không đòi hỏi độ chính xác tương tự như liên quan đến dòng điện lớn hơn, bạn nên thử đo năng lượng tiêu thụ của thiết bị trong trạng thái hoạt động. Bạn cũng có thể làm điều này với bảng điều khiển, vì những gì bạn cần là thước đo dòng điện trung bình được hấp thụ và thời gian thiết bị được bật (~ 10 giây).

Sau đó, bạn có thể tổng hợp năng lượng của mình (hoặc Ah, như bạn muốn), mà không cần quan tâm đến thời gian chồng chéo.

Tuy nhiên, đến từ một phép đo loại này, đừng phụ thuộc quá nhiều vào các giá trị được đưa ra bởi bảng dữ liệu và thử nếu thiết kế của bạn có khả năng đảm bảo giá trị đó; chẳng hạn, bạn sẽ kiểm tra chính xác tất cả các chân đầu ra của vi điều khiển để tránh rò rỉ không mong muốn do giao diện DIO và có thể bạn cũng phải làm việc với các miền nguồn của chính vi điều khiển. Chúc may mắn!

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.