Odredite prosječnu trenutnu potrošnju uređaja s prekidima male snage: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Uvod

Iz znatiželje sam htio znati koliko bi baterije mogle trajati u daljinskom senzoru temperature. Potrebne su dvije AA ćelije u nizu, ali nije od velike pomoći postaviti ampermetar u red i promatrati zaslon jer se energija troši u rafalnim rafalima. Svakih nekoliko minuta uređaj uključuje prekidač na 433 Mhz na nekoliko sekundi, a zatim se vraća u stanje mirovanja samo zadržavajući vrijeme do sljedećeg prijenosa.

Trebalo mi je sredstvo za agregiranje ukupne trenutne potrošnje u razdoblju od nekoliko sati kako bih dobio prosjek. To sam učinio napajanjem uređaja iz super kondenzatora i izračunavanjem efektivne prosječne struje iz pada napona kondenzatora tijekom sati.

Jasno je da to ne može dati potpuno točan rezultat jer kondenzator trpi neko unutarnje propuštanje i gubi naboj svaki put kada je voltmetar spojen da dobije očitanje. No, dobiveni rezultati su dovoljno točni za moje potrebe odlučivanja koliko bi normalne baterije mogle izdržati.

Pribor

• Uređaj koji se testira (u mom slučaju daljinski osjetnik temperature)
• Voltmetar (digitalni multimetar je savršen)
• Super kondenzator (koristio sam 4 Farad 5.5V)
• Sat (zapamtite kada se očitavaju)
• croc-clip vodi.

Korak 1: Provjerite opremu

Uvjerite se da super kondenzator dovoljno napuni.

Pomoću dvije AA ćelije (pod pretpostavkom da su potpuno napunjene) spojite ih na SuperCap kako biste je podigli na 3 Volta. Prekinite vezu. Izmjerite napon SuperCap -a da biste provjerili piše li na 3 volta (ili gotovo) i zabilježite napon i vrijeme. Odvojite voltmetar. Pričekajte nekoliko sati. Ponovno izmjerite napon SuperCap -a kako biste provjerili da li ozbiljno curi. Nadajmo se da se to teško promijenilo. Moj 4 Farad SuperCap je i nakon pola mjeseca imao pola napona!

Usput, moje iskustvo sa SuperCaps -om sugerira da što je veći kapacitet, to im brže istječe napon. Moj kondenzator od 100 Farada gubi polovicu napona u manje od jednog dana.

Korak 2: Izvršite mjerenja

Spojite napajani SuperCap na uređaj koji se testira i izmjerite početni napon, ne zaboravite uzeti u obzir i vrijeme.

Ostavite uređaj da radi sa SuperCap -a i provjeravajte napon svakih nekoliko sati. Nakon što napon padne, recimo, 25 posto (između pola i jednog voltnog pada za moj 3 -voltni uređaj), ponovno zabilježite napon i vrijeme.

Nemojte pretpostavljati da će dulje trčanje biti bolje jer ako napon padne prenisko, uređaj može prestati funkcionirati.

Korak 3: Učinite matematiku

Za idealan (teoretski savršen) kondenzator pražnjenje kroz opterećenje izraženo je prikazanom PLAVOM formulom.

Gdje:

Vc = Završni napon kondenzatora Vs = Inicijalni napon kondenzatorae = matematička konstanta otprilike 2,718t = vrijeme u sekundama R = otpor opterećenja C = kapacitet

Sve što moramo učiniti je izračunati R iz gore navedenog. Znajući efektivni otpor i prosječni napon napajanja možemo dobiti prosječnu potrošnju struje. To nije lako ako niste napredni matematičar. Da bismo vam olakšali, prvo preuredimo tu formulu prema CRNO-&-BIJELOJ verziji gdje je R tema.

(* znači množenje i ln () znači prirodni logaritam onoga što je u zagradama.)

Bavljenje matematikom je dosadno i sklono pogreškama pa sam napravio proračunsku tablicu za obavljanje teških poslova.

Vidjet ćete iz moje proračunske tablice da sam prvi put upotrijebio poznati otpornik opterećenja za provjeru točnosti ovog pristupa. Moj najgori slučaj bio je manji od 10 posto pogreške. Nije loše.

Korak 4: Preuzmite proračunsku tablicu za vlastite eksperimente

Možete preuzeti moju proračunsku tablicu i staviti vlastite vrijednosti u stupce tijekom izvođenja vlastitih eksperimenata.

Zaključak

Ova metoda određivanja prosječne potrošnje struje primjerena je većini praktičnih svrha.

Kao što ćete vidjeti iz proračunske tablice, čini se da je moj daljinski senzor temperature trošio oko 85 mikro pojačala. Ako jednostavno pretpostavim da je to 100 mikro pojačala, to znači da bi baterije od 2000 mAh u uređaju trebale izdržati 20 000 sati - nekoliko godina. Što sam htio znati.