Przetwornica? stabilizator? - przy zasilaniu modułu czujników IoT z baterii

Potrzebuję zasilić moduł czujnikowy
Texas Instruments- Sensor Tag2650

Układ zasilany baterią litową CR2032 (pojemność 200mAh, max Prąd rozładowania 15mA) wytrzymuje tylko trzy dni wytrzymuje i to jest dużo za mało... Moduł SensorTag jest niby "LowPower", ale podejrzewam, że przy działających czujnikach i komunikacji Bluetooth pobiera prąd na granicy wytrzymałości baterii i to ją tak szybko wykańcza.
Dla wyjaśnienia - bardzo możliwe, że uruchomione są wszystkie czujniki (także te niepotrzebne) oraz uC nie jest wygaszany, ale niestety - nie mam bezpośredniego wpływu na program działający na module... mogę tylko to sugerować programiście...

...dlatego planuję zasilić układ przez:
PowerBank -> przetwornica/LDO -> SensorTag
1. Wejście: 5V USB - z zasilacza wtyczkowego USB lub modułu PowerBank
2. Wyjście: ok. 3V (ewentualnie z regulacją +/- 0,2V) - do modułu czujników
3. Obciążenie prądowe: przypuszczam, że nie więcej niż 10..20mA (ale powiedzmy dla bezpieczeństwa- przetwornica powinna dawać np do 100mA???)

Tymczasowo chcę dać stabilizator HT7130, czy jednak przy zasilaniu z baterii/PowerBank - nie będzie lepsza przetwornica (wyższą sprawność) np LM2596ADJ?

Ja używam takiej przetwornicy:

http://www.tme.eu/pl/Document/b33c2675bb81b8cede83269dd159ec05/MCP1624T-I_CHY.pdf

i do tego takiej przetwornicy:

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lp3985.pdf

Podpiąłem ją do oscyloskopu i przyznam, że jak na przetwornicę jest całkiem nieźle, po podpięciu LDO szumy spadły do ok 1mV dla Vout 5V. Przetwornica jest banalna w użyciu. USB jest mało stabilne, a w power banku i tak jest wewnętrzna przetwornica.

Od zasilania czujników a co za tym idzie ich przetworników mocno zależy jakość przetwarzania. Szumy z czystej przetwornicy będą widoczne dla przetworników ADC nawet 12 bitowych. Przy USB już 10 bitowy przetwornik ma spory błąd, na poziomie nawet kilku %. Z LDO jest lepiej, a zwłaszcza, że gotowe czujniki mają pewnie przetworniki lepsze niż 12 bitów. Przetwornica i LDO moim zdaniem będzie najlepszym zestawem.

Dzięki, Kula - pewnie nawet tak zrobię.

Tylko MCP1624T-ICHY to chyba przetwornica podwyższająca, a ja potrzebuję zredukować napięcie z 5V do 3..3. Mógłbyś może polecić coś prostego - może być na niskie prądy np 10..100mA ?

Jeśli chcesz z 5 V na 3,3 V, to obejdzie się i bez dodatkowej przetwornicy. Tutaj masz LDO na 3,3 V:

http://www.tme.eu/pl/katalog/#id_category=112...C2121%2C370%2C2633&used_params=364%3A24603%3B

Akurat z takich układów nie korzystałem, ale na pewno znajdziesz coś odpowiedniego dla siebie. W takim przypadku właściwie nie ma większego znaczenia z czego weźmiesz sobie 5V czy będzie to USB czy inne źródło. Jeśli chcesz dobrej dokładności szukaj czegoś o najmniejszych tętnieniach i rozbuduj filtrację zasilania jeśli masz miejsce np równolegle elektrolit 10-100u ceramik 100n, 1n i 100p, no i rzecz jasna dobrze zaprojektuj płytkę głównie prowadzenie masy z punktu o najniższej impedancji. Często w notach są zalecenia producenta także możesz się nimi posiłkować przy projektowaniu. Jest na elce artykuł przetłumaczony przez ghost666 o sztuce prowadzenia masy bardzo ciekawy.

Hej,
wystarczył nisko-mocowy układ LP4951C
:

a w koncu - zastosowałem moduł z przetwornicą Pololu S7V8A, jest bardziej uniwersalny.

Ten Sensor Tag nie powinien pobierać tak dużo prądu Podejrzewam, że jest uszkodzony lub utrzymujesz z nim stale połączenie ze złymi parametrami. Tego typu urządzenia powinny pobierać średnio tylko kilkadziesiąt uA. Zamiast kombinować z jakąś przetwornicą znajdź przyczynę problemu lub zastosuj inny sensor, który z baterią CR2032 będzie działał przynajmniej kilka miesięcy.

Popieram. Moduł jest reklamowany jako: 'One year battery life" i "1 year (1 second report interval)". Prawdopodobnie moduł jest źle używany, a Ty próbujesz leczyć tego skutki zamiast znaleźć przyczynę. Z jaką częstotliwością pobierasz dane? Jak sam nie znajdziesz, to możesz zapytać się na forum TI.
To co próbujesz zrobić jest dość kosztowne - znacznie tańsze rozwiązanie to znaleźć przyczynę dużego poboru prądu.

Marek

Dzięki, Koledzy.
Zgadzam się z Wami (troszkę pisałem o tym w pierwszym poście), lecz nie mam zbytniego wpływu na część programistyczną czy na wybór modułu. Moje sugestie (co do wyłączenia niepotrzebnych elementów modułu oraz sprawdzenia częśtotliwości komunikacji przez Bluetooth) jakiś czas temu przekazałem programiście (to on jest inwestorem) - i tyle mogłem zrobić.
pozdrówka
- Maciek

Rozumiem ale to nadal nie usprawiedliwia wysiłków aby urządzenie zasilić. To jest sytuacja mniej więcej taka jakbyś kupił samochód palący 7 litrów/100km i okazało się, że w rzeczywistości pali 100l/100km. I próbujesz dostarczyć mu więcej benzyny. No ale przecież oczywiste jest, że samochód jest albo zepsuty albo źle wyregulowany. Sam jestem programistą i jak programista nie widzi takiej "belki w oku", to bardzo źle o nim świadczy. Również próba dostarczenia większej ilości prądu jest bardzo złym rozwiązaniem. A jakby się okazało, że układ wymaga 10A prądu, to co byś zrobił? Dał jeszcze większy zasilacz?
Ogólnie ta sytuacja przypomina mi leczenie chorych na żółtaczkę poprzez malowanie ich na biało. To jest chora sytuacja i trzeba zacząć od jej wyleczenia a nie brnąć w coraz mocniejsze zasilacze.
Informacja, że przekazałeś programiście sugestie też mnie nie przekonuje. Zadaj mu konkretne pytania i poczekaj na odpowiedź. Może gość przekazuje dane co 1 milisekundę? A może włączył mikrofon i robi transmisję dźwięku na żywo? Pytaj go i nie ustępuj. Przecież wiadomo, że projekt gdzie wystąpiły takie problemy z zasilaniem nie ma najmniejszych szans na sukces. Widziałem takie projekty i one po prostu upadają. Nawet ostatnio: do urządzenia należało dołożyć PowerBank ale okazało się, że nawet on jest za słaby, bo sprzedawcy zawyżają parametry sprzedawanych urządzeń i w rzeczywistości miał on mniejszą pojemność niż reklamowana.
Dlatego trzeba stanąć na głowie aby wyczyścić to co tu się zdarzyło.

Marek

Nie wiemy co ma robić urządzenie więc trudno jednoznacznie stwierdzić czy duży pobór prądu jest wynikiem jakiegoś błędu. Nie można przecież wykluczyć, że wszystko jest dobrze.
Powracając do meritum problemu to należy pamiętać, że nowsze układy do BLE zwykle mogą być bezpośrednio zasilane napięciem 4.2V. Tak więc gdy używa się akumulatora Li_Ion nie potrzeby stosowania dodatkowych stabilizatorów czy przetwornic.

TvWidget wrote:

Nie wiemy co ma robić urządzenie więc trudno jednoznacznie stwierdzić czy duży pobór prądu jest wynikiem jakiegoś błędu. Nie można przecież wykluczyć, że wszystko jest dobrze.

Oczywiście, że jest to możliwe. Mogą chłopaki robić n.p. urządzenie do nadzoru niemowląt i chcą mieć mikrofon non-stop włączony. Ale ja zakładam, że programista pisze software a twórca tematu tworzy hardware i nie mogę sobie wyobrazić sytuacji, że Maciek nie wie co ma robić to urządzenie. Z pewnością wie tylko z jakiś powodów uznał, że nie podzieli się tą wiedzą z nami. W związku z tym próby pomocy są trochę na ślepo. Próbujemy coś zgadnąć. Ale po co zgadywać jak szczegóły są znane twórcom. A o specyficzne problemy można się zapytać na forum TI (mają do tego dedykowane forum).

Marek