Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Obliczenie żywotności baterii CR2032

Jakub17 22 Oct 2017 19:36 4596 6
  • #1
    Jakub17
    Level 6  
    Witam.

    Potrzebuję oszacować teoretyczne zużycie energii urządzenia oraz na jak długo wytrzyma bateria zanim przejdę do zrobienia doświadczenia w celu potwierdzenia szacunków.

    Pobór prądu dla układów wchodzących w skład urządzenia:

    Stan uśpienia
    HM-10 (400 µA)
    Atmega8L (1.25 µA)
    Stan aktywny
    HM-10 (9 mA)
    Atmega8L (1.6 mA)



    Dysponuję dwiema bateriami CR2032 połączonymi równoległe, zatem ich łączna pojemność to 240+240 mAh.

    Wykres rozładowania baterii z dokumentacji:
    Obliczenie żywotności baterii CR2032
    Napięcie baterii nie może spaść w układzie poniżej 2,7 V co wedle wykresu daje ok. 1050 godzin pracy w badanych warunkach.

    Baterie są 2 więc sumaryczna żywotność 2100 godzin. Ale pobór prądu w stanie uśpienia wynosi ok. 400 uA a dla wykresu 190 uA. Zatem chyba można przyjąć (ale nie jestem pewien), że jednak wytrzymałość jest 2 razy mniejsza czyli 1050 godzin dla stanu uśpienia.

    Urządzenie pracuje w stanie aktywnym ok. 0,5 sekundy powiedzmy 10 razy na dobę, co daje 5 s całkowitego czasu trwania stanu aktywnego na dobę czyli poboru 10,6 mA.

    Potrzebuję teraz wyliczyć jakoś średni prąd dobowy, żeby w ten sposób oszacować na ile starczy mi bateria pracując zarówno w stanie aktywnym jak i uśpienia. Jak to policzyć? I czy moje uproszczenia w przedstawionej analizie są dopuszczalne?
  • #2
    TvWidget
    Level 35  
    Kluczowym parametrem jest też temperatura. Wraz z jej spadkiem maleje napięcie i rośnie rezystancja wewnętrzna.
    Sprawdź czy podany dla HM-10 prąd jest średni czy szczytowy. Może się okazać, że napięcie spadnie poniżej 2.7V już przy pierwszym włączeniu.
  • #4
    TvWidget
    Level 35  
    Musisz wiedzieć jaki maksymalny prąd będzie pobierał układ.
  • #6
    TvWidget
    Level 35  
    Jakub17 wrote:
    Nie uwzględniam prądów impulsowych.

    Bez uwzględnienia tego parametru obliczenia nie mają większego sensu. Szacunkowo dla dwóch nowych baterii w temperaturze pokojowej napięcie spadnie do 2.7V gdy urządzenie zacznie pobierać przez chwilę 30mA.
  • #7
    Jakub17
    Level 6  
    Interesuje mnie tylko metodologia obliczenia. Załóżmy, że prąd impulsowy wynosi X. O ile w dokumentacji mikrokontrolera łatwo znaleźć takie informacje o tyle dokumentacja hm-10 jest okrojona.

    Nie wiem jak wyliczyć średnią wartosc pradu dobowego, ale skoro wystepuje czas jako parametr, bo prąd 400 uA płynnie przez (23h - 5s) a przez pozostale 5 s prąd 10,6 mA, to może podejsc do sprawy od strony energetycznej, od strony mocy, która definicyjnie uwzględnia czas? Tylko nie wiem jeszcze jak to zrobić...

    Dodano po 12 [minuty]:

    Może obliczyć pracę prądu dla dwoch przypadkow z zależnosci W=UIt. Nastepnie dodać je do siebie I uśrednić za cały okres czyli 24h. W ten sposob mam wyliczoną moc średnią. Wiedzac ze napiecie jest stale (chociaż jest to mocno naciągane bo napiecie baterii bedzie spadać stopniowo) z mocy średniej moge wyznaczyc sredni prąd dobowy. Bedzie dobrze?

    Dodano po 16 [godziny] 6 [minuty]:

    Jak poprzekształcałem wzory to wyszło że prąd średni dobowy nie zależy od napięcia także wszystko ładnie wyszło.
    Pojemności baterii które podaje się w dokumentacjach niestety dotyczą sytuacji rozładowania baterii do 2 V, a dla mnie wartością graniczną jest 2,7. Tutaj tylko jest problem. Gdybym znał pojemność rozładowania do 2,7 V przy wyliczonym srednim natężenu prądu, to mógłbym łatwo wyliczyć czas pracy tej baterii...