Determinați consumul mediu curent al dispozitivului intermitent cu putere redusă: 4 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Introducere

Din curiozitate am vrut să știu cât timp ar putea dura bateriile în senzorul meu de temperatură de la distanță. Este nevoie de două celule AA în serie, dar este puțin de ajutor plasarea unui ampermetru în linie și vizionarea afișajului, deoarece puterea este consumată în rafale. La fiecare câteva minute, dispozitivul pornește emițătorul său de 433 Mhz timp de câteva secunde, apoi revine la o stare de repaus de a păstra doar timpul până la următoarea transmisie.

Aveam nevoie de un mijloc de a agrega consumul curent global pe o perioadă de ore pentru a obține o medie. Am făcut acest lucru alimentând dispozitivul de la un super condensator și calculând curentul mediu efectiv din căderea de tensiune a condensatorului de-a lungul orelor.

În mod clar, acest lucru nu poate produce un rezultat complet precis, deoarece condensatorul suferă o scurgere internă și pierde sarcina de fiecare dată când voltmetrul este conectat pentru a obține o citire. Dar rezultatele obținute sunt suficient de exacte pentru a decide cât de mult pot rezista bateriile normale.

Provizii

• Dispozitiv testat (în cazul meu un senzor de temperatură la distanță)
• Voltmetru (un multimetru digital este perfect)
• Super condensator (am folosit unul de 4 Farad 5.5V)
• Ceas (pentru a nota când sunt efectuate citirile)
• cabluri croc-clip.

Pasul 1: Verificați echipamentul

Asigurați-vă că Super condensatorul își menține încărcarea suficient.

Folosind cele două celule AA (presupunând că sunt complet încărcate) conectați-le la SuperCap pentru a-l aduce la 3 Volți. Deconectat. Măsurați tensiunea SuperCap pentru a verifica dacă scrie 3 volți (sau aproape) și notați tensiunea și timpul. Deconectați voltmetrul. Așteptați câteva ore. Măsurați din nou tensiunea SuperCap pentru a verifica dacă scurge grav. Sperăm că nu se va schimba cu greu. My 4 Farad SuperCap avea încă jumătate din tensiunea inițială după o lună!

De altfel, experiența mea cu SuperCaps sugerează că, cu cât este mai mare capacitatea, cu atât mai repede își scurg tensiunea. Condensatorul meu 100 Farad își pierde jumătate din tensiune în mai puțin de o zi.

Pasul 2: Luați măsurători

Conectați SuperCap-ul alimentat la dispozitivul testat și măsurați tensiunea inițială, amintindu-vă să notați și ora.

Lăsați dispozitivul să ruleze de la SuperCap și verificați tensiunea la fiecare câteva ore. Odată ce tensiunea a scăzut, să zicem, 25 la sută (între jumătate și un volt de cădere pentru dispozitivul meu de 3 volți) rețineți tensiunea și timpul din nou.

Nu presupuneți că funcționarea pentru mai mult timp va fi mai bună, deoarece dacă tensiunea scade prea mică, dispozitivul ar putea să nu mai funcționeze.

Pasul 3: Faceți matematica

Pentru un condensator ideal (teoretic perfect) descărcarea printr-o sarcină este exprimată prin formula ALBASTRU prezentată.

Unde:

Vc = Tensiunea finală a condensatorului Vs = Tensiunea inițială a condensatorului e = constanta matematică aproximativ 2.718t = timpul în secunde R = rezistența la sarcină C = Capacitatea

Tot ce trebuie să facem este să calculăm R din cele de mai sus. Apoi, cunoscând rezistența efectivă și tensiunea medie furnizată, putem obține consumul mediu de curent. Nu este ușor decât dacă sunteți un matematician avansat. Pentru a fi mai ușor, mai întâi rearanjăm acea formulă conform versiunii BLACK - & - WHITE unde R este subiectul.

(* înseamnă multiplicare și ln () înseamnă logaritm natural al ceea ce este în paranteze.)

A face matematică este enervant și predispus la erori, așa că am făcut o foaie de calcul pentru a face greutăți mari.

Veți vedea din foaia mea de calcul că am folosit mai întâi un rezistor de sarcină cunoscut pentru a verifica acuratețea acestei abordări. Cel mai rău caz al meu a fost mai puțin de 10% eroare. Nu prea rau.

Pasul 4: Descărcați foaia de calcul pentru propriile experimente

Puteți descărca foaia mea de calcul și puteți pune propriile valori în coloane atunci când efectuați propriile experimente.

Concluzie

Această metodă de determinare a consumului mediu curent este adecvată pentru cele mai practice scopuri.

După cum veți vedea din foaia de calcul, senzorul meu de temperatură la distanță părea să consume aproximativ 85 micro Amp. Dacă presupun pur și simplu că este de 100 microamperi, înseamnă că bateriile de 2000 mAh din dispozitiv ar trebui să dureze 20 000 de ore - câțiva ani. Ceea ce am vrut să știu.