Bepaal die gemiddelde huidige verbruik van intermitterende toestelle met lae krag: 4 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Inleiding

Uit nuuskierigheid wou ek weet hoe lank die batterye in my afgeleë temperatuursensor kan hou. Dit neem twee AA -selle in serie, maar dit help nie veel om 'n ammeter in die ry te plaas en na die skerm te kyk nie, want die krag word verbreek. Elke paar minute skakel die toestel 'n paar sekondes sy 433 Mhz -sender aan en keer dan weer rustig om net tyd te hou tot die volgende uitsending.

Ek het 'n manier nodig gehad om die algehele huidige verbruik oor 'n tydperk te vergroot om 'n gemiddelde te kry. Ek het dit gedoen deur die toestel van 'n superkondensator af te skakel en die effektiewe gemiddelde stroom oor die ure te bereken.

Dit kan duidelik nie 'n heeltemal akkurate resultaat oplewer nie, want die kondensator ly aan interne lekkasies en verloor laai elke keer as die voltmeter gekoppel word om 'n lesing te kry. Maar die resultate wat verkry is, is voldoende akkuraat vir my doel om te besluit hoe lank die normale batterye kan hou.

Voorrade

• Toestel wat getoets word (in my geval 'n afgeleë temperatuursensor)
• Voltmeter ('n digitale multimeter is perfek)
• Super kondensator (ek het 'n 4 Farad 5.5V een gebruik)
• Klok (om op te let wanneer lesings gedoen word)
• krokodilknipsels.

Stap 1: Gaan toerusting na

Maak seker dat die Super -kondensator die lading voldoende hou.

Deur die twee AA -selle te gebruik (as hulle vol is), koppel hulle aan die SuperCap om dit tot die 3 volt te bring. Ontkoppel. Meet die SuperCap -spanning om te sien of dit 3 Volt (of amper) sê, en let op die spanning en tyd. Ontkoppel die voltmeter. Wag 'n paar uur. Meet die SuperCap -spanning weer om te kyk of dit ernstig lek. Hopelik sal dit amper nie verander het nie. My 4 Farad SuperCap het na 'n maand nog die helfte van sy aanvanklike spanning!

Terloops, my ervaring met SuperCaps dui daarop dat hoe groter die kapasitansie, hoe vinniger hulle hul spanning weglek. My 100 Farad -kondensator verloor in minder as 'n dag die helfte van sy spanning.

Stap 2: Meet af

Koppel die SuperCap wat aangeskakel is, aan op die toestel wat getoets word, en meet die aanvanklike spanning, en let ook op die tyd.

Laat die toestel van die SuperCap af loop en kyk elke paar uur na die spanning. Sodra die spanning daal, sê 25 persent (tussen die helfte en een volt daling vir my 3 Volt -toestel) let op die spanning en weer.

Moenie aanvaar dat dit langer sal wees nie, want as die spanning te laag daal, kan die toestel nie meer funksioneer nie.

Stap 3: Doen die wiskunde

Vir 'n ideale (teoreties volmaakte) kapasitor word die ontlading deur 'n las uitgedruk deur die BLOU formule wat getoon word.

Waar:

Vc = Finale kapasitorspanning Vs = Intitial capacitor voltagee = die wiskundige konstante ongeveer 2.718t = die tyd in sekondes R = die lasweerstand C = die kapasitansie

Al wat ons hoef te doen is om R uit die bostaande te bereken. As ons die effektiewe weerstand en die gemiddelde spanning weet, kan ons die gemiddelde stroomverbruik kry. Dit is nie maklik nie, tensy u 'n gevorderde wiskundige is. Om dit makliker te maak, herrangskik ons eers die formule volgens die SWART-&-WIT weergawe waar R die onderwerp is.

(* beteken vermenigvuldig en ln () beteken natuurlike logaritme van wat tussen hakies is.)

Wiskunde doen is irriterend en is geneig tot foute, so ek het 'n sigblad gemaak om die swaar werk te doen.

U sal uit my sigblad sien dat ek eers 'n bekende lasweerstand gebruik het om die akkuraatheid van hierdie benadering te kontroleer. My ergste geval was minder as die 10 persent -fout. Nie te sleg nie.

Stap 4: Laai die sigblad vir u eie eksperimente af

U kan my sigblad aflaai en u eie waardes in die kolomme plaas as u u eie eksperimente uitvoer.

Afsluiting

Hierdie metode om die gemiddelde huidige verbruik te bepaal, is voldoende vir die meeste praktiese doeleindes.

Soos u uit die sigblad sal sien, het my afgeleë temperatuursensor ongeveer 85 mikro Amp verbruik. As ek net aanneem dat dit 100 mikro Amp is, beteken dit dat die 2000 mAh -batterye in die toestel 20 000 uur moet duur - 'n paar jaar. Dit is wat ek wou weet.