Določite povprečno trenutno porabo naprave z nizko porabo energije: 4 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Uvod

Zaradi radovednosti sem želel vedeti, kako dolgo lahko baterije zdržijo v daljinskem senzorju temperature. Za serijo sta potrebni dve AA celici, vendar ni v pomoč, če postavite ampermeter v vrsto in opazujete zaslon, ker se energija porablja v rafalih. Vsakih nekaj minut naprava za nekaj sekund vklopi svoj oddajnik s 433 Mhz, nato pa se vrne v stanje mirovanja, pri čemer je čas le do naslednjega prenosa.

Potreboval sem sredstvo za združevanje celotne trenutne porabe v obdobju ur, da bi dosegel povprečje. To sem naredil tako, da sem napajal napravo iz super kondenzatorja in izračunal efektivni povprečni tok iz padca napetosti kondenzatorja v urah.

Jasno je, da to ne more dati povsem natančnega rezultata, ker kondenzator trpi zaradi notranjega puščanja in izgubi naboj vsakič, ko je voltmeter priključen, da dobi odčitek. Toda dobljeni rezultati so dovolj natančni za moje namene odločanja, kako dolgo lahko trajajo običajne baterije.

Zaloge

• Naprava, ki se preizkuša (v mojem primeru daljinski temperaturni senzor)
• Voltmeter (digitalni multimeter je popoln)
• Super kondenzator (uporabil sem 4 Farad 5.5V)
• Ura (upoštevajte, ko se odčitajo)
• croc-clip vodila.

1. korak: Preverite opremo

Poskrbite, da bo super kondenzator dovolj napolnjen.

Z uporabo dveh celic AA (ob predpostavki, da sta popolnoma napolnjena) jih povežite s SuperCap -om, da ga dvignejo na 3 volte. Prekinite povezavo. Izmerite napetost SuperCap, da preverite, ali piše 3 volte (ali skoraj), in upoštevajte napetost in čas. Odklopite voltmeter. Počakajte nekaj ur. Ponovno izmerite napetost SuperCap, da preverite, ali resno pušča. Upajmo, da se to skoraj ne bo spremenilo. Moj 4 Farad SuperCap je imel po enem mesecu še vedno polovico začetne napetosti!

Mimogrede, moje izkušnje s SuperCaps kažejo, da večja kot je kapacitivnost, hitreje izpustijo napetost. Moj kondenzator 100 Farad izgubi polovico napetosti v manj kot enem dnevu.

2. korak: Izvedite meritve

Priključeni SuperCap priključite na preskušeno napravo in izmerite začetno napetost, pri tem pa ne pozabite upoštevati tudi časa.

Pustite napravo, da deluje od SuperCap -a, in vsakih nekaj ur preverite napetost. Ko se napetost zniža, recimo, za 25 odstotkov (med polovičnim in enim voltnim padcem za mojo 3 -voltno napravo), ponovno upoštevajte napetost in čas.

Ne predvidevajte, da bo daljši tek boljši, ker če napetost pade prenizko, lahko naprava preneha delovati.

3. korak: Naredite matematiko

Za idealen (teoretično popoln) kondenzator je praznjenje skozi obremenitev izraženo s prikazano modro formulo.

Kje:

Vc = Končna napetost kondenzatorja Vs = Napajalna napetost kondenzatorja e = matematična konstanta približno 2,718t = čas v sekundah R = upor obremenitve C = kapacitivnost

Vse, kar moramo storiti, je izračunati R iz zgoraj navedenega. Potem, ko poznamo efektivni upor in povprečno napajeno napetost, lahko dobimo povprečno porabo toka. To ni enostavno, če niste napredni matematik. Da bi bilo lažje, najprej preuredimo to formulo v skladu s ČRNO-&-BELO različico, kjer je R tema.

(* pomeni pomnoži in ln () pomeni naravni logaritem tega, kar je v oklepajih.)

Delati matematiko je nadležno in nagnjeno k napakam, zato sem naredil preglednico za težko dvigovanje.

Iz moje preglednice boste videli, da sem za preverjanje natančnosti tega pristopa prvič uporabil znani obremenitveni upor. Moj najslabši primer je bil manj kot 10 -odstotna napaka. Ni preslabo.

4. korak: Prenesite preglednico za svoje poskuse

Med izvajanjem lastnih poskusov lahko prenesete mojo preglednico in vnesete svoje vrednosti v stolpce.

Zaključek

Ta metoda določanja povprečne porabe toka je ustrezna za večino praktičnih namenov.

Kot boste videli iz preglednice, se mi zdi, da je moj daljinski senzor temperature porabil približno 85 mikro Amp. Če samo domnevam, da je to 100 mikro amp, to pomeni, da bi morale baterije 2000 mAh v napravi zdržati 20 000 ur - nekaj let. Kar sem hotel vedeti.