Dane techniczne baterii litowo-ogniwowej CR2032

Korzystam z modułu akumulatorowego CR2032 do obsługi modułu BLE 4.1. Radio BLE do komunikacji zajmuje około 3,5 do 5 mA prądu. Ale kiedy patrzę na arkusz danych baterii ( https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/maxell_cr2032_datasheet.pdf ), pokazuje, że nominalny prąd rozładowania wynosi 0,2 mA.

Moje pytanie brzmi: czy podczas komunikacji BLE, gdy prąd wynosi około 5 mA, czy bateria będzie w stanie zapewnić ten prąd? Również w jakim celu pokazane są nominalne wartości prądu rozładowania?

Zrobiłem pracę doktorską z zakresu zarządzania energią w bezprzewodowych sieciach czujników i pracowałem z węzłami czujników wykorzystującymi baterie CR2032. Sami zaprojektowaliśmy węzły (mój nadzorca zaprojektował płytkę drukowaną, a ja zaprojektowałem oprogramowanie wewnętrzne i wszystkie testy związane z energią).

Potwierdzam to, co mówią ludzie powyżej, że możesz pobrać maksima 100mA z nowej komórki CR2032. Ale jak mówią, aby uzyskać pojemność nominalną wyrażoną w mAh, należy ją rozładować przy określonym prądzie znamionowym i temperaturze.

Węzły czujników, nad którymi pracowałem, pobierały około 27-35 mA podczas transmisji. Ale transmisje trwały 110-140 ms, raz na minutę. W temperaturze pokojowej przy użyciu pojedynczego CR2032 równolegle z superkapką 75mF firmy CapXX udało nam się wykorzystać około 87% pojemności znamionowej CR2032 (testowane węzły działały średnio przez 99 dni). Użyliśmy CR2032 firmy Renata. Taka sama konfiguracja bez superkondensatora skróciłaby średnio o 10-15 dni krócej. Jednak superkaps staje się kluczowy, jeśli zdecydujesz się obniżyć temperaturę roboczą !!! (co zrobiliśmy w testach do -30 ° C)

Konsekwencjami rozładowania wyższym prądem jest to, że udaje ci się uzyskać mniej energii niż podano w akumulatorze. Szczyty prądu powodują spadki napięcia, aw momencie, gdy spadek ten spadnie poniżej napięcia zanikającego - obwód resetuje się. Nie trzeba dodawać, że w tym momencie w komórce pozostaje jeszcze trochę energii. Aby rozwiązać ten problem, można dodać superkondensator w celu spłaszczenia szczytów prądu transmisji (spadki napięcia).

Ale:

• superkondensatory są drogie
• potrzebujesz takiego z niskim prądem upływowym i układami równoważącymi, np. z CapXX (mają prądy upływowe w zakresie 1-2uA)

Superkondensator o wysokim prądzie upływu wyrządzi więcej szkody niż pożytku, jeśli urządzenie będzie musiało być zasilane przez kilka dni lub tygodni.

Nie wahaj się również podłączyć CR2032 równolegle, jeśli potrzebujesz i masz miejsce - w zasadzie podwajasz obecną pojemność.

To powiedziawszy - na tym świecie wciąż jest wiele do zrobienia, aby poprawić zarządzanie energią w takich aplikacjach.

Z arkusza danych:

• Nominalna pojemność wskazuje czas trwania, aż napięcie spadnie do 2,0 V, gdy zostanie rozładowane przy nominalnym prądzie rozładowania w 20 ° do

Tak więc, jeśli rozładujesz przy stałym 0,2 mA, uzyskasz pojemność 220 mAh lub 1100 godzin. Szybsze rozładowywanie spowoduje zmniejszenie pojemności akumulatora. Wpłynie to również na pulsowanie, ponieważ BLE pulsuje do 5 mA. Impuls 5 mA przez ułamek sekundy, podczas gdy reszta czasu nie jest pobierana, może skutkować równoważnym poborem 0,2 mA.

Jeśli spojrzysz na wykres oznaczony jako Wyładowanie impulsowe, pokazuje on 5-sekundowy impuls o wartości 300 Ω lub 10 mA przy 3 V. Impulsowe rozładowanie takie jak to zmniejszy całkowitą pojemność w ciągu żywotności baterii do około 180 mAh od nominalnego 220 mAh.

Aby odpowiedzieć na dwa bezpośrednie pytania:

1. Typowy CR2032 może wytwarzać znacznie więcej prądu niż 5 mA. Możesz wyciągnąć z niego 100 mA przez mniej niż godzinę, z pewnymi zastrzeżeniami dotyczącymi jego wysokiej ESR.

2. Prąd nominalny służy do ustalenia podstawowego okresu żywotności akumulatora. CR2032 i ogólnie ogniwa monetowe są przeznaczone do zastosowań o niskim natężeniu prądu i długim okresie użytkowania, takich jak zegary czasu rzeczywistego lub kopie zapasowe baterii. Nie są one przeznaczone do zasilania dużych obciążeń.

Myślę, że odpowiedź znajduje się na tym wykresie arkusza danych:

$3V \div 300\Omega$

(Jest to spowodowane spalaniem większej mocy w wewnętrznych oporach akumulatora. Ale wydaje się być w porządku, jeśli jesteś w porządku ze zmniejszoną pojemnością)