Düşük Güç Kesintili Cihazın Ortalama Akım Tüketiminin Belirlenmesi: 4 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Tanıtım

Meraktan, uzak sıcaklık sensörümdeki pillerin ne kadar dayanabileceğini bilmek istedim. Seri olarak iki AA pili alır, ancak bir ampermetreyi hatta yerleştirmek ve ekranı izlemek pek yardımcı olmaz çünkü güç patlamalar halinde tüketilir. Her birkaç dakikada bir cihaz, 433 Mhz'lik vericisini birkaç saniyeliğine açar ve ardından bir sonraki aktarıma kadar süre tutmak için hareketsiz bir duruma döner.

Bir ortalama elde etmek için genel akım tüketimini belirli bir süre boyunca toplamak için bir araca ihtiyacım vardı. Bunu, cihaza bir Süper Kapasitörden güç vererek ve kapasitörün saatler içindeki voltaj düşüşünden etkin ortalama akımı hesaplayarak yaptım.

Açıkçası, bu tamamen doğru bir sonuç veremez çünkü Kapasitör bir miktar dahili sızıntıya maruz kalır ve bir okuma almak için voltmetre her bağlandığında şarjını kaybeder. Ancak elde edilen sonuçlar, normal pillerin ne kadar dayanabileceğine karar verme amacım için yeterince doğrudur.

Gereçler

• Test edilen cihaz (benim durumumda bir uzak sıcaklık sensörü)
• Voltmetre (dijital bir multimetre mükemmeldir)
• Süper Kapasitör (4 Farad 5.5V kullandım)
• Saat (okumalar alınırken not almak için)
• croc-klip açar.

Adım 1: Ekipmanı Kontrol Edin

Süper Kapasitörün şarjını yeterince tuttuğundan emin olun.

İki AA hücresini kullanarak (tamamen şarj oldukları varsayılarak), 3 Volt'a getirmek için bunları SuperCap'e bağlayın. Bağlantıyı kes. 3 Volt (veya neredeyse) yazdığını kontrol etmek için SuperCap voltajını ölçün ve voltajı ve zamanı not edin. Voltmetreyi ayırın. Birkaç saat bekleyin. Ciddi bir sızıntı olup olmadığını kontrol etmek için SuperCap voltajını tekrar ölçün. İnşallah pek değişmemiştir. 4 Farad SuperCap cihazım bir ay sonra hala başlangıç voltajının yarısına sahipti!

Bu arada, SuperCaps ile olan deneyimim, kapasitans ne kadar büyük olursa, voltajlarını o kadar hızlı sızdırdıklarını gösteriyor. 100 Farad kondansatörüm bir günden daha kısa sürede voltajının yarısını kaybediyor.

Adım 2: Ölçüm Alın

Güçlendirilmiş SuperCap'i test edilen cihaza bağlayın ve başlangıç voltajını ölçün, zamanı da not etmeyi unutmayın.

Cihazı SuperCap'ten çalışmaya bırakın ve birkaç saatte bir voltajı kontrol edin. Voltaj düştüğünde, örneğin yüzde 25 (3 Volt'luk cihazım için yarım ile bir volt düşüşü arasında) voltajı ve zamanı tekrar not edin.

Daha uzun süre çalışmanın daha iyi olacağını varsaymayın çünkü voltaj çok düşerse cihaz çalışmayı durdurabilir.

Adım 3: Matematiği Yapın

İdeal (teorik olarak mükemmel) bir kapasitör için bir yükten boşalma, gösterilen MAVİ formülle ifade edilir.

Nereye:

Vc = Son kapasitör voltajıVs = Başlangıç kapasitör voltajıe = matematiksel sabit kabaca 2.718t = saniye cinsinden süreR = yük direnciC = Kapasitans

Tek yapmamız gereken yukarıdakilerden R'yi hesaplamak. Ardından, etkin direnci ve sağlanan ortalama voltajı bilerek, ortalama akım tüketimini elde edebiliriz. Gelişmiş bir matematikçi değilseniz bu kolay değil. Kolaylaştırmak için, önce bu formülü, R'nin konu olduğu SİYAH-BEYAZ versiyona göre yeniden düzenliyoruz.

(* çarpma anlamına gelir ve ln() parantez içindekilerin doğal logaritması anlamına gelir.)

Matematik yapmak can sıkıcı ve hataya açık, bu yüzden ağır işleri yapmak için bir elektronik tablo yaptım.

Elektronik tablomdan bu yaklaşımın doğruluğunu kontrol etmek için ilk önce bilinen bir yük direnci kullandığımı göreceksiniz. En kötü durumum yüzde 10'dan daha az hataydı. Çok kötü değil.

4. Adım: Kendi Denemeleriniz için Elektronik Tabloyu İndirin

E-tablomu indirebilir ve kendi deneylerinizi yaparken sütunlara kendi değerlerinizi koyabilirsiniz.

Çözüm

Ortalama akım tüketimini belirlemeye yönelik bu yöntem, çoğu pratik amaç için yeterlidir.

Elektronik tablodan da göreceğiniz gibi, uzak sıcaklık sensörüm yaklaşık 85 mikro Amp tüketiyor gibi görünüyordu. Bunun 100 mikro Amp olduğunu varsayarsam, cihazdaki 2000 mAh pillerin 20.000 saat - birkaç yıl sürmesi gerektiği anlamına gelir. Benim de bilmek istediğim buydu.