Nosakiet vidējās strāvas patēriņu ar mazjaudas intermitējošu ierīci: 4 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Ievads

Intereses pēc es vēlējos uzzināt, cik ilgi baterijas varētu darboties manā tālvadības temperatūras sensorā. Tam ir vajadzīgas divas AA šūnas sērijveidā, taču ir maz palīdzēt novietot ampērmetru rindā un skatīties displeju, jo jauda tiek patērēta sērijās. Ik pēc pāris minūtēm ierīce uz dažām sekundēm ieslēdz 433 Mhz raidītāju, pēc tam atgriežas klusā stāvoklī, vienkārši saglabājot laiku līdz nākamajai pārraidei.

Man vajadzēja līdzekļus, lai apkopotu kopējo pašreizējo patēriņu stundu laikā, lai iegūtu vidējo. Es to izdarīju, barojot ierīci no superkondensatora un aprēķinot efektīvo vidējo strāvu no kondensatora sprieguma krituma stundu laikā.

Skaidrs, ka tas nevar dot pilnīgi precīzu rezultātu, jo kondensators cieš no iekšējas noplūdes un zaudē uzlādi katru reizi, kad voltmetrs tiek pievienots, lai iegūtu nolasījumu. Bet iegūtie rezultāti ir pietiekami precīzi, lai es varētu izlemt, cik ilgi normālas baterijas varētu kalpot.

Piegādes

• Ierīce tiek pārbaudīta (manā gadījumā tālvadības temperatūras sensors)
• Voltmetrs (digitālais multimetrs ir ideāls)
• Super kondensators (es izmantoju 4 Farad 5.5V)
• Pulkstenis (ņemiet vērā, kad tiek nolasīti rādījumi)
• croc-clip vadi.

1. darbība: pārbaudiet aprīkojumu

Pārliecinieties, ka superkondensators pietiekami uzlādē.

Izmantojot divas AA šūnas (pieņemot, ka tās ir pilnībā uzlādētas), pievienojiet tās SuperCap, lai to palielinātu līdz 3 voltiem. Atvienoties. Izmēriet SuperCap spriegumu, lai pārbaudītu, vai tas saka 3 volti (vai gandrīz), un atzīmējiet spriegumu un laiku. Atvienojiet voltmetru. Pagaidiet dažas stundas. Vēlreiz izmēriet SuperCap spriegumu, lai pārbaudītu, vai tas nopietni noplūst. Cerams, ka tas gandrīz nemainīsies. Manam 4 Farad SuperCap pēc mēneša joprojām bija puse no sākotnējā sprieguma!

Starp citu, mana pieredze ar SuperCaps liecina, ka jo lielāka kapacitāte, jo ātrāk tie izplūst no sprieguma. Mans 100 Farad kondensators zaudē pusi no sprieguma mazāk nekā dienā.

2. darbība: veiciet mērījumus

Pievienojiet ieslēgto SuperCap testējamai ierīcei un izmēriet sākotnējo spriegumu, neaizmirstot atzīmēt arī laiku.

Ļaujiet ierīcei darboties no SuperCap un pārbaudiet spriegumu ik pēc dažām stundām. Kad spriegums ir samazinājies, teiksim, par 25 procentiem (starp pusi un vienu voltu kritums manai 3 voltu ierīcei), atzīmējiet spriegumu un vēlreiz.

Neuzskatiet, ka ilgāka darbība būs labāka, jo, ja spriegums nokrītas pārāk zemu, ierīce var pārstāt darboties.

3. solis: veiciet matemātiku

Ideālam (teorētiski nevainojamam) kondensatoram izlādi caur slodzi izsaka parādītā ZILĀ formula.

Kur:

Vc = galīgais kondensatora spriegums Vs = sākotnējais kondensatora spriegums e = matemātiskā konstante aptuveni 2,718t = laiks sekundēs R = slodzes pretestība

Viss, kas mums jādara, ir aprēķināt R no iepriekš minētā. Tad, zinot efektīvo pretestību un vidējo piegādāto spriegumu, mēs varam iegūt vidējo strāvas patēriņu. Tas nav viegli, ja neesat pieredzējis matemātiķis. Lai atvieglotu, mēs vispirms pārkārtojam šo formulu atbilstoši melnajai un baltajai versijai, kur R ir priekšmets.

(* nozīmē reizināt un ln () nozīmē iekavās esošā dabisko logaritmu.)

Matemātika ir kaitinoša un pakļauta kļūdām, tāpēc es izveidoju izklājlapu, lai veiktu smago celšanu.

No manas izklājlapas redzēsit, ka es vispirms izmantoju zināmu slodzes rezistoru, lai pārbaudītu šīs pieejas precizitāti. Mans sliktākais gadījums bija mazāks par 10 procentiem. Nav slikti.

4. darbība: lejupielādējiet izklājlapu saviem eksperimentiem

Veicot savus eksperimentus, varat lejupielādēt manu izklājlapu un kolonnās ievietot savas vērtības.

Secinājums

Šī vidējā strāvas patēriņa noteikšanas metode ir piemērota praktiskiem mērķiem.

Kā redzēsit no izklājlapas, šķiet, ka mans tālvadības temperatūras sensors patērē aptuveni 85 mikro ampērus. Ja es vienkārši pieņemu, ka tas ir 100 mikro ampēri, tas nozīmē, ka ierīces 2000 mAh baterijām vajadzētu ilgt 20 000 stundas - pāris gadus. To es arī gribēju zināt.