Xác định mức tiêu thụ hiện tại trung bình của thiết bị ngắt quãng nguồn điện thấp: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Giới thiệu

Vì tò mò, tôi muốn biết pin có thể tồn tại trong bao lâu trong cảm biến nhiệt độ từ xa của tôi. Cần hai ô AA mắc nối tiếp nhưng việc đặt một ampe kế thẳng hàng và xem màn hình sẽ giúp ích rất ít vì điện năng được tiêu thụ theo từng đợt. Cứ sau vài phút, thiết bị bật bộ phát 433 Mhz trong vài giây sau đó trở về trạng thái tĩnh chỉ giữ thời gian cho đến lần truyền tiếp theo.

Tôi cần một phương tiện để tổng hợp mức tiêu thụ hiện tại tổng thể trong một khoảng thời gian hàng giờ để lấy mức trung bình. Tôi đã làm điều này bằng cách cấp nguồn cho thiết bị từ một siêu tụ điện và tính toán dòng điện trung bình hiệu dụng từ sự sụt giảm điện áp của tụ điện trong nhiều giờ.

Rõ ràng điều này không thể mang lại kết quả hoàn toàn chính xác vì Tụ điện bị rò rỉ bên trong và mất điện tích mỗi khi kết nối vôn kế để đọc. Nhưng kết quả thu được đủ chính xác cho mục đích của tôi trong việc quyết định xem pin bình thường có thể dùng được bao lâu.

Quân nhu

• Thiết bị đang được thử nghiệm (trong trường hợp của tôi là cảm biến nhiệt độ từ xa)
• Vôn kế (một đồng hồ vạn năng kỹ thuật số là hoàn hảo)
• Siêu tụ điện (tôi đã sử dụng 4 Farad 5.5V)
• Đồng hồ (cần lưu ý khi thực hiện các bài đọc)
• croc-clip dẫn.

Bước 1: Kiểm tra thiết bị

Đảm bảo rằng Siêu tụ điện giữ đủ điện tích của nó.

Sử dụng hai tế bào AA (giả sử chúng đã được sạc đầy) kết nối chúng với SuperCap để đưa nó lên đến 3 Volts. Ngắt kết nối. Đo điện áp SuperCap để kiểm tra nó cho biết 3 Volts (hoặc gần) và lưu ý điện áp và thời gian. Ngắt kết nối vôn kế. Chờ một vài giờ. Đo lại điện áp SuperCap để kiểm tra xem nó có bị rò rỉ nghiêm trọng hay không. Hy vọng rằng nó sẽ hầu như không thay đổi. 4 Farad SuperCap của tôi vẫn còn một nửa điện áp ban đầu sau một tháng!

Ngẫu nhiên, kinh nghiệm của tôi với SuperCaps cho thấy rằng điện dung càng lớn, chúng càng nhanh bị rò rỉ điện áp. Tụ điện Farad 100 của tôi mất một nửa điện áp trong vòng chưa đầy một ngày.

Bước 2: Thực hiện các phép đo

Kết nối SuperCap đã được cấp nguồn với thiết bị đang thử nghiệm và đo điện áp ban đầu, hãy nhớ lưu ý cả thời gian.

Để thiết bị chạy từ SuperCap và kiểm tra điện áp vài giờ một lần. Một khi điện áp đã giảm, chẳng hạn, 25 phần trăm (giảm từ một nửa đến một vôn đối với thiết bị 3 Vôn của tôi) hãy ghi lại điện áp và thời gian.

Đừng cho rằng chạy lâu hơn sẽ tốt hơn vì nếu điện áp xuống quá thấp, thiết bị có thể ngừng hoạt động.

Bước 3: Làm Toán

Đối với một tụ điện lý tưởng (hoàn hảo về mặt lý thuyết), sự phóng điện qua tải được biểu thị bằng công thức BLUE được hiển thị.

Ở đâu:

Vc = Điện áp cuối cùng của tụ điệnVs = Điện áp ban đầu của tụ điệne = hằng số toán học khoảng 2,718t = thời gian tính bằng giâyR = điện trở tảiC = Điện dung

Tất cả những gì chúng ta phải làm là tính R từ phần trên. Khi đó biết điện trở hiệu dụng và điện áp cung cấp trung bình ta có được dòng điện tiêu thụ trung bình. Điều đó không dễ dàng trừ khi bạn là một nhà toán học cao cấp. Để dễ dàng hơn, trước tiên chúng ta sắp xếp lại công thức đó theo phiên bản ĐEN - & - TRẮNG trong đó R là chủ đề.

(* có nghĩa là nhân và ln () có nghĩa là logarit tự nhiên của những gì trong dấu ngoặc.)

Làm Toán thật khó chịu và dễ bị sai sót nên tôi đã lập một bảng tính để làm những việc nặng nhọc.

Bạn sẽ thấy từ bảng tính của tôi rằng lần đầu tiên tôi sử dụng một điện trở tải đã biết để kiểm tra độ chính xác của phương pháp này. Trường hợp xấu nhất của tôi là ít hơn lỗi 10 phần trăm đó. Không tệ lắm.

Bước 4: Tải xuống bảng tính cho các thử nghiệm của riêng bạn

Bạn có thể tải xuống bảng tính của tôi và đặt các giá trị của riêng bạn vào các cột khi tiến hành các thử nghiệm của riêng bạn.

Phần kết luận

Phương pháp xác định mức tiêu thụ dòng điện trung bình này là phù hợp cho hầu hết các mục đích thực tế.

Như bạn sẽ thấy từ bảng tính, cảm biến nhiệt độ từ xa của tôi dường như tiêu thụ khoảng 85 micro Amp. Nếu tôi chỉ đơn giản giả định đó là 100 micro Amp, điều đó có nghĩa là pin 2000 mAh trong thiết bị sẽ kéo dài 20.000 giờ - một vài năm. Đó là những gì tôi muốn biết.