Являются ли мои теоретические расчеты мощности этого avr правильными?

После того, как вы вдохновили простой сигнал тревоги темноты ATMEGA 168 , который имеет теоретическую жизнь 3 года на батареях, использующих спящий режим, я решил сделать что-то похожее из своего (тревога пробуждения, используя осциллятор для приблизительной точности, а не света)

Мое замешательство в том, как рассчитан срок службы батареи (см. раздел «Расчет времени автономной работы аккумулятора»), поэтому я решил сделать свой собственный расчет.

AVR, по-видимому, при 1,8 В в режиме пониженного энергопотребления потребляет 0,1 мкА. В активном режиме 250 мкА в предположении 1 ГГц внешнего генератора ( таблица данных здесь ).

Теперь несколько (идеальных, возможно) батарей AA будут иметь 1200 мАч, поэтому

1200 / 0.001 / 24 / 365 = ~137 years standby life time
1200 / 0.250 / 24 / 365 = ~0.5 years active life time

Предполагая, что мой пьезо-зуммер + резистор серии 10k для него занимает всего 5 мА, я мог бы, например, усреднить текущее использование в час

5mA * 10 (second alarm)? / 6 (intervals of 10) / 60 (in to hours) = ~0.138mAh
0.250mA (active current) * 10 / 6 / 60 = ~0.00694 mAh

Конечный результат (игнорирование того, что активная потребляемая мощность перекрывает статус отключения).

1200 / (0.001 + 0.138 + 0.00694) / 24 / 365 = 0.9 years 

Можете ли вы предложить серьезные недостатки в этом? Каким будет метод для расчета всего этого тока с течением времени, особенно когда батареи используют mAh, а не Wh, а в листе данных указывается только «xx uA @ 1.8v» (а не ~ 4,5 В, который я использую). Есть ли более простой способ рассчитать энергопотребление, когда вещи только потребляют энергию в определенные периоды (а не мой «средний час»)? Я сделал?

Кажется, я попал в стену со стороны теории личного проекта. Он просто интересует меня, как долго он может работать, если я сконструирую его как можно проще.

12 голосов | спросил Kenny Robinson 20 Jam1000000amFri, 20 Jan 2012 09:07:57 +040012 2012, 09:07:57

2 ответа


6

Вы очень близки. Средняя мощность - очень точный способ сделать это, учитывая, что вы не тянете такой высокий ток, что эффективная емкость батареи колеблется.

Аккумуляторы, аккумуляторы и другие аккумуляторы

Существует один очень важный термин, и это частота саморазряда батареи. Это зависит от химии, но, допустим, вы получаете гидрид никеля. Частота саморазряда «20% и более в первые 24 часа плюс 4% в день после этого» если это не низкая скорость саморазряда NiMH , которая по-прежнему разряжается около 25% в год.

Литиевые батареи имеют некоторые из лучших характеристик для скорости саморазряда , и мой опыт подтверждает этот факт. Я думаю, что аккумуляторный университет имеет отличный сайт для обсуждения многих различных характеристик батареи, и я часто указываю людям, чтобы узнать об аккумуляторах, когда они начинают работать с их. Если вы хотите сравнить скорость разряда батареи, у вас есть целая статья, в которой обсуждаются явления .

Это немного по сути, но я всегда стараюсь сделать это, когда вы измеряете напряжение батареи, вам нужно его под нагрузкой. Это зависит от химии, но оно имеет первостепенное значение в литиях. У меня был сотрудник, который помещал в наши устройства плохие ячейки монет и использовал их, потому что ячейки монет показали почти полное напряжение без нагрузки. Под нагрузкой любого количества (10kohm aprox .2mA) они были плоскими.

Ваш микроконтроллер и вы

Поскольку вы имеете дело с использованием листа производителя по току утечки, есть также много разных проблем, с которыми вам придется иметь дело, чтобы придерживаться тех спецификаций, которые, вероятно, тоже работают. Самое большое, что я видел, это плавающий ввод. Многие инженеры оставляют неиспользуемые контакты в качестве входных данных, думая: «Эй, какой вред это может сделать?» Совсем немного, если вы говорите об микроамперах. Плавающий вход будет иметь свои транзисторы, постоянно изменяющие состояние, а флуктуации вызывают разницу в мощности. У нас когда-то был сокращенный срок службы продукта, потому что у нас была ошибка, которая оставила плавающие два булавки, что привело к тому, что наш резервный ток более чем удвоился на нашем MSP430. Вам нужно вывести все ваши выводы для вывода и позволить им удерживать состояние.

При выполнении этих вычислений легко пропустить такие вещи, как время пробуждения. Кажется, я помню, что у нашего MSP430 было незначительное время пробуждения, если вы делали это очень часто. У него также был мощный импульс мощности на мгновение, когда он появился в сети. Наша маленькая домотканая RTOS должна была попытаться принять это во внимание, и если выключение было меньше, чем за миллисекунды, мы пропустили его с помощью NOP и сохранили некоторую мощность.

Если вы ищете очень долговечный продукт, вам понадобится конформное покрытие . Масла в вашей коже не являются проблемой сразу, но со временем они образуют слегка проводящий материал на вашей доске. Конформное покрытие защищает вашу доску от этого небольшого тока.

Прочитайте все заметки о приложениях, которые они имеют о работе с низким энергопотреблением, вероятно, это касается таких проблем, как штыри, которые необходимо держать в качестве вывода, и многие другие важные и полезные факты.

И последнее, но не менее важное: Не позволяйте себе расслабляться только потому, что вы читали заметки о приложении, и все кажется хорошо после недели работы вашего продукта, вы должны делать, как говорит clabacchio, вы должны измерить и убедиться. Вы обычно отлаживаете свой код, это часть его, вам нужно выяснить, допустили ли вы ошибку, которая приводит к тому, что ваш холостой ток будет mAs вместо uA или даже если вы сделали то, что сделали, и штырь плавает при аварии , Убедитесь, что вы используете буферизованные измерениякогда вы это сделаете, если у вас большая утечка на вашем устройстве, берущие данные, вы можете сделать гору из мухи в процессе тестирования. Кроме того, никогда не забывайте о подтягиваниях, они немного сильные свиньи, если вы не будете осторожны.

ответил Kortuk 20 Jam1000000amFri, 20 Jan 2012 11:40:58 +040012 2012, 11:40:58
2

Теория кажется правильной, я бы просто дал вам подсказку: проектирование схем с очень низким рабочим циклом (время работы устройства), как правило, известно потребление энергии сна (и это то, что вы сделали, но я предложит измерить его, когда он будет построен, так как я только что узнал, насколько дизайн влияет на утечку мощности.

Затем, но это не требует такой же точности, как и при больших токах, вы должны попытаться измерить энергию, потребляемую устройством во время его активного состояния. Вы можете сделать это также с помощью макета, так как вам нужна мера усредненного тока и время, в течение которого устройство находится (~ 10 с).

Затем вы можете суммировать свои энергии (или Ах, как пожелаете), не заботясь о перекрывающемся времени.

Но, приходя только сейчас из такого измерения, не слишком полагайтесь на значения, указанные в листе данных, и попробуйте, если ваш проект способен гарантировать это значение; например, вы точно проверите все выходные выводы вашего микроконтроллера, чтобы избежать нежелательной утечки из-за интерфейсов DIO, и, возможно, вам придется работать также с властными доменами самого микроконтроллера. Удачи!

ответил clabacchio 20 Jam1000000amFri, 20 Jan 2012 11:14:22 +040012 2012, 11:14:22

Похожие вопросы

Популярные теги

security × 330linux × 316macos × 2827 × 268performance × 244command-line × 241sql-server × 235joomla-3.x × 222java × 189c++ × 186windows × 180cisco × 168bash × 158c# × 142gmail × 139arduino-uno × 139javascript × 134ssh × 133seo × 132mysql × 132