Pienen virrankatkaisulaitteen keskimääräisen virrankulutuksen määrittäminen: 4 vaihetta

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-23 14:42

Johdanto

Uteliaisuudesta halusin tietää, kuinka kauan paristot voivat kestää kaukosäätimen lämpötila -anturissa. Se vaatii kaksi AA -kennoa sarjassa, mutta siitä on vähän apua, kun ampeerimittari asetetaan linjaan ja katsotaan näyttöä, koska virta kuluu sarjoissa. Laite kytkee muutaman minuutin välein 433 Mhz -lähettimen päälle muutamaksi sekunniksi ja palaa sitten lepotilaan ja pitää vain aikaa seuraavaan lähetykseen.

Tarvitsin keinon yhdistää nykyinen kokonaiskulutus tuntien aikana keskiarvon saamiseksi. Tein tämän käynnistämällä laitteen superkondensaattorista ja laskemalla tehollisen keskimääräisen virran kondensaattorin jännitehäviöstä tuntien aikana.

Tämä ei selvästikään voi antaa täysin tarkkaa tulosta, koska kondensaattori kärsii jonkin verran sisäistä vuotoa ja menettää varauksen joka kerta, kun volttimittari kytketään lukemaan. Mutta saadut tulokset ovat riittävän tarkkoja, jotta voisin päättää, kuinka kauan normaalit paristot voivat kestää.

Tarvikkeet

• Laite testattavana (minun tapauksessani kauko -lämpötila -anturi)
• Volttimittari (digitaalinen yleismittari on täydellinen)
• Superkondensaattori (käytin 4 Faradin 5,5 V: n)
• Kello (huomio kun lukemat otetaan)
• croc-clip-johdot.

Vaihe 1: Tarkista laitteet

Varmista, että superkondensaattori pitää varauksensa riittävästi.

Käytä kahta AA -kennoa (olettaen, että ne on ladattu täyteen) kytkemällä ne SuperCap -laitteeseen, jotta se nousee 3 volttiin. Katkaista. Mittaa SuperCap -jännite ja tarkista, että se sanoo 3 volttia (tai lähes), ja merkitse jännite ja aika. Irrota voltimittari. Odota muutama tunti. Mittaa SuperCap -jännite uudelleen ja tarkista, vuotaako se vakavasti. Toivottavasti se tuskin muuttuu. 4 Farad SuperCap -laitteessani oli vielä puolet alkuperäisestä jännitteestä kuukauden kuluttua!

Muuten kokemukseni SuperCapsista viittaa siihen, että mitä suurempi kapasitanssi, sitä nopeammin ne vuotavat jännitteen pois. 100 Farad -kondensaattorini menettää puolet jännitteestään alle päivässä.

Vaihe 2: Tee mittauksia

Liitä käynnistetty SuperCap testattavaan laitteeseen ja mittaa alkujännite, muista muistaa myös aika.

Anna laitteen käydä SuperCap -laitteesta ja tarkista jännite muutaman tunnin välein. Kun jännite on pudonnut, esimerkiksi 25 prosenttia (puolen ja yhden voltin pudotuksen välillä 3 voltin laitteessani), kirjaa jännite ja aika uudelleen.

Älä oleta, että pidempi käyttö on parempi, koska jos jännite laskee liian alhaiseksi, laite saattaa lakata toimimasta.

Vaihe 3: Tee matematiikka

Ihanteelliselle (teoreettisesti täydelliselle) kondensaattorille kuorman kautta tapahtuva purkaus ilmaistaan SINISellä kaavalla.

Missä:

Vc = kondensaattorin lopullinen jännite Vs = kondensaattorin alijännite

Meidän tarvitsee vain laskea R yllä olevasta. Sitten kun tiedämme tehollisen vastuksen ja keskimääräisen syötetyn jännitteen, voimme saada keskimääräisen virrankulutuksen. Se ei ole helppoa, ellet ole kokenut matemaatikko. Helpottaaksemme järjestämme kaavan ensin uudelleen MUSTA-&-VALKOISEN version mukaan, jossa R on aihe.

(* tarkoittaa kertolaskua ja ln () tarkoittaa suluissa olevien luonnollista logaritmia.)

Matematiikan tekeminen on ärsyttävää ja altis virheille, joten tein laskentataulukon raskaan nostamisen suorittamiseksi.

Laskentataulukostani näet, että käytin ensin tunnettua kuormitusvastusta tämän lähestymistavan tarkkuuden tarkistamiseen. Pahin tapaukseni oli alle 10 prosentin virhe. Ei liian paha.

Vaihe 4: Lataa laskentataulukko omia kokeiluja varten

Voit ladata laskentataulukkoni ja lisätä omat arvosi sarakkeisiin, kun teet omia kokeiluja.

Johtopäätös

Tämä menetelmä keskimääräisen virrankulutuksen määrittämiseksi on riittävä useimpiin käytännön tarkoituksiin.

Kuten taulukosta näet, kauko -lämpötila -anturini näytti kuluttavan noin 85 mikro -ampeeria. Jos yksinkertaisesti oletan, että se on 100 mikroampeeria, se tarkoittaa, että laitteen 2000 mAh: n akun pitäisi kestää 20 000 tuntia - pari vuotta. Mitä halusin tietää.