Tentukan Konsumsi Arus Rata-Rata dari Perangkat Intermiten Daya Rendah: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

pengantar

Karena penasaran, saya ingin tahu berapa lama baterai dapat bertahan di sensor suhu jarak jauh saya. Dibutuhkan dua sel AA secara seri tetapi tidak banyak membantu menempatkan ammeter sejajar dan menonton layar karena daya dikonsumsi dalam semburan. Setiap beberapa menit perangkat menyalakan pemancar 433 Mhz selama beberapa detik kemudian kembali ke keadaan diam hanya dengan menjaga waktu hingga transmisi berikutnya.

Saya membutuhkan sarana untuk mengumpulkan keseluruhan konsumsi saat ini selama beberapa jam untuk mendapatkan rata-rata. Saya melakukan ini dengan menyalakan perangkat dari Super Capacitor dan menghitung arus rata-rata efektif dari penurunan tegangan kapasitor selama berjam-jam.

Jelas ini tidak dapat menghasilkan hasil yang sepenuhnya akurat karena Kapasitor mengalami kebocoran internal dan kehilangan muatan setiap kali voltmeter dihubungkan untuk mendapatkan pembacaan. Tetapi hasil yang diperoleh cukup akurat untuk tujuan saya memutuskan berapa lama baterai normal dapat bertahan.

Perlengkapan

• Perangkat yang sedang diuji (dalam kasus saya sensor suhu jarak jauh)
• Voltmeter (multimeter digital sempurna)
• Super Capacitor (saya menggunakan 4 Farad 5.5V)
• Jam (untuk dicatat saat pembacaan dilakukan)
• klip buaya.

Langkah 1: Periksa Peralatan

Pastikan Super Capacitor menahan muatannya dengan cukup.

Menggunakan dua sel AA (dengan asumsi mereka terisi penuh) menghubungkannya ke SuperCap untuk membawanya ke 3 Volt. Memutuskan. Ukur tegangan SuperCap untuk memeriksanya mengatakan 3 Volt (atau hampir) dan perhatikan tegangan dan waktu. Putuskan voltmeter. Tunggu beberapa jam. Ukur tegangan SuperCap lagi untuk memeriksa apakah benar-benar bocor. Mudah-mudahan itu akan hampir tidak berubah. 4 Farad SuperCap saya masih memiliki setengah tegangan awalnya setelah sebulan!

Kebetulan, pengalaman saya dengan SuperCaps menunjukkan bahwa semakin besar kapasitansi, semakin cepat mereka membocorkan tegangannya. Kapasitor 100 Farad saya kehilangan setengah tegangannya dalam waktu kurang dari sehari.

Langkah 2: Lakukan Pengukuran

Hubungkan SuperCap yang dihidupkan ke perangkat yang diuji dan ukur tegangan awal, ingat untuk mencatat juga waktu.

Biarkan perangkat berjalan dari SuperCap dan periksa voltase setiap beberapa jam. Setelah tegangan turun, katakanlah, 25 persen (antara setengah dan satu penurunan volt untuk perangkat 3 Volt saya) catat tegangan dan waktu lagi.

Jangan berasumsi bahwa berjalan lebih lama akan lebih baik karena jika tegangan turun terlalu rendah, perangkat dapat berhenti berfungsi.

Langkah 3: Lakukan Matematika

Untuk kapasitor yang ideal (secara teoritis sempurna) pelepasan melalui beban dinyatakan dengan rumus BIRU yang ditunjukkan.

Di mana:

Vc = Tegangan kapasitor akhirVs = Tegangan kapasitor awal = konstanta matematika kira-kira 2,718t = waktu dalam detikR = resistansi bebanC = Kapasitansi

Yang harus kita lakukan adalah menghitung R dari atas. Kemudian mengetahui resistansi efektif dan tegangan suplai rata-rata kita bisa mendapatkan konsumsi arus rata-rata. Itu tidak mudah kecuali Anda seorang ahli matematika tingkat lanjut. Untuk membuatnya lebih mudah, pertama-tama kita mengatur ulang formula itu sesuai dengan versi BLACK-&-WHITE di mana R adalah subjeknya.

(* berarti kalikan dan ln() berarti logaritma natural dari apa yang ada di dalam kurung.)

Mengerjakan Matematika itu menyebalkan dan rawan kesalahan, jadi saya membuat spreadsheet untuk mengerjakan pekerjaan berat.

Anda akan melihat dari spreadsheet saya bahwa saya pertama kali menggunakan resistor beban yang diketahui untuk memeriksa keakuratan pendekatan ini. Kasus terburuk saya adalah kesalahan kurang dari 10 persen. Lumayan.

Langkah 4: Unduh Spreadsheet untuk Eksperimen Anda Sendiri

Anda dapat mengunduh spreadsheet saya dan memasukkan nilai Anda sendiri ke dalam kolom saat melakukan eksperimen Anda sendiri.

Kesimpulan

Metode penentuan konsumsi arus rata-rata ini cukup untuk sebagian besar tujuan praktis.

Seperti yang akan Anda lihat dari spreadsheet, sensor suhu jarak jauh saya tampaknya mengkonsumsi sekitar 85 mikro Amp. Jika saya berasumsi itu 100 mikro Amp itu berarti baterai 2000 mAh di perangkat harus bertahan 20.000 jam - beberapa tahun. Yang adalah apa yang saya ingin tahu.