Určete průměrnou aktuální spotřebu přerušovaného zařízení s nízkým výkonem: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Úvod

Ze zvědavosti jsem chtěl vědět, jak dlouho mohou baterie vydržet v mém dálkovém teplotním senzoru. Trvá to dva AA články v sérii, ale je to malá pomoc umístit ampérmetr do řady a sledovat displej, protože energie se spotřebovává v dávkách. Každých pár minut zařízení na několik sekund zapne vysílač 433 Mhz a poté se vrátí do klidového stavu, kdy si ponechá čas do dalšího přenosu.

Potřeboval jsem prostředek k agregaci celkové aktuální spotřeby za několik hodin, abych získal průměr. Udělal jsem to tak, že jsem zařízení napájel ze super kondenzátoru a vypočítal efektivní průměrný proud z poklesu napětí kondenzátoru během hodin.

Je zřejmé, že to nemůže přinést zcela přesný výsledek, protože kondenzátor trpí určitým vnitřním svodem a ztrácí náboj při každém připojení voltmetru k získání hodnoty. Získané výsledky jsou však dostatečně přesné pro mé účely rozhodování o tom, jak dlouho mohou normální baterie vydržet.

Zásoby

• Testované zařízení (v mém případě vzdálené teplotní čidlo)
• Voltmetr (digitální multimetr je perfektní)
• Super kondenzátor (použil jsem 4 Farad 5,5 V)
• Hodiny (poznámka při měření)
• krokosvorky.

Krok 1: Zkontrolujte vybavení

Zajistěte, aby superkondenzátor dostatečně nabitý.

Pomocí dvou článků AA (za předpokladu, že jsou plně nabité) je připojte k SuperCap, aby dosáhly 3 voltů. Odpojit. Změřte napětí SuperCap a zkontrolujte, zda je uvedeno 3 volty (nebo téměř), a poznamenejte si napětí a čas. Odpojte voltmetr. Počkejte několik hodin. Znovu změřte napětí SuperCap a zkontrolujte, zda vážně netěsní. Snad se to téměř nezmění. Můj 4 Farad SuperCap měl po měsíci stále poloviční počáteční napětí!

Moje zkušenost se SuperCaps mimochodem naznačuje, že čím větší je kapacita, tím rychleji unikají napětí. Můj kondenzátor 100 Farad ztrácí polovinu svého napětí za méně než jeden den.

Krok 2: Proveďte měření

Připojte napájený SuperCap k testovanému zařízení a změřte počáteční napětí, nezapomeňte si také poznamenat čas.

Nechte zařízení běžet ze SuperCap a každých několik hodin zkontrolujte napětí. Jakmile napětí klesne, řekněme, o 25 procent (pokles mezi polovinou a jedním voltem u mého 3voltového zařízení), poznamenejte si znovu napětí a čas.

Nepředpokládejte, že delší běh bude lepší, protože pokud napětí klesne příliš nízko, zařízení může přestat fungovat.

Krok 3: Proveďte výpočet

Pro ideální (teoreticky dokonalý) kondenzátor je výboj zátěží vyjádřen podle MODRÉHO vzorce.

Kde:

Vc = konečné napětí kondenzátoru Vs = počáteční napětí kondenzátoru e = matematická konstanta zhruba 2,718 t = čas v sekundách R = odpor zátěže C = kapacita

Jediné, co musíme udělat, je vypočítat R z výše uvedeného. Poté, co známe efektivní odpor a průměrné dodávané napětí, můžeme získat průměrnou spotřebu proudu. Není to snadné, pokud nejste pokročilý matematik. Aby to bylo jednodušší, nejprve tento vzorec přeuspořádáme podle ČERNÉ-&-BÍLÉ verze, kde R je předmětem.

(* znamená násobit a ln () znamená přirozený logaritmus toho, co je v závorkách.)

Dělat matematiku je otravné a náchylné k chybám, proto jsem vytvořil tabulku, která zvládne zvedání těžkých břemen.

Z mé tabulky uvidíte, že jsem nejprve použil známý zatěžovací odpor ke kontrole přesnosti tohoto přístupu. Můj nejhorší případ byl menší než 10 procentní chyba. Né tak špatné.

Krok 4: Stáhněte si tabulku pro vlastní experimenty

Při provádění vlastních experimentů si můžete stáhnout moji tabulku a vložit do sloupců své vlastní hodnoty.

Závěr

Tento způsob stanovení průměrné spotřeby proudu je pro většinu praktických účelů adekvátní.

Jak uvidíte z tabulky, zdálo se, že můj snímač vzdálené teploty spotřebovává asi 85 mikro Amp. Pokud jednoduše předpokládám, že je to 100 mikro Amp, znamená to, že baterie 2000 mAh v zařízení by měly vydržet 20 000 hodin - několik let. Což jsem chtěl vědět.