Czy moje teoretyczne zużycie energii tego avr jest prawidłowe?

Zainspirowany prostym alarmem ciemności opartym na ATMEGA 168, który ma teoretyczną żywotność 3 lat na bateriach korzystających z trybu uśpienia, postanowiłem zrobić coś podobnego do mnie (alarm pobudki, używając oscylatora dla mniej więcej dokładnej precyzji niż lekki)

Moje zamieszanie polega na sposobie obliczania żywotności baterii (patrz sekcja „Obliczanie czasu pracy baterii”), więc postanowiłem wykonać własne obliczenia.

AVR najwyraźniej przy 1,8 V w trybie wyłączenia zasilania zużywa 0,1µA. W trybie aktywnym 250µA przy założeniu zewnętrznego oscylatora 1 MHz ( arkusz danych tutaj ).

Teraz kilka (może idealnych) baterii AA miałoby 1200 mAh, więc

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

Zakładając, że mój brzęczyk piezoelektryczny + rezystor serii 10k zajmuje łącznie 5 mA, mógłbym uśrednić obecne zużycie na godzinę

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

Rezultatem końcowym jest (ignorowanie tego, że pobór mocy czynnej pokrywa się ze stanem wyłączenia).

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

Czy możesz zasugerować w tym poważne wady? Jaka byłaby metoda obliczenia całego tego poboru prądu w czasie, szczególnie gdy baterie zużywają mAh zamiast Wh, a karta danych podaje tylko „xx uA przy 1,8 V” (a nie ~ 4,5 VI). Czy istnieje prostszy sposób obliczania zużycia energii, gdy rzeczy pobierają energię tylko w określonych okresach (zamiast mojego obliczenia „średniej na godzinę”)?

Wydaje mi się, że uderzyłem w ścianę po stronie teorii osobistego projektu. Interesuje mnie tylko, jak długo może on działać, jeśli zaprojektuję go tak prosto, jak to możliwe.

Jesteś bardzo blisko Średnia moc jest bardzo dokładnym sposobem, aby to zrobić, biorąc pod uwagę, że nie pobierasz tak wysokiego prądu, że efektywna pojemność akumulatora zmienia się.

Baterie, baterie i inne baterie

Baterie litowe mają jedne z najlepszych cech samorozładowania, a moje doświadczenie potwierdza ten fakt. Myślę, że uniwersytet bateryjny ma świetną witrynę do omawiania wielu różnych charakterystyk baterii i często wskazuję ludziom, aby dowiedzieli się o bateriach, gdy zaczynają z nimi pracować. Jeśli chcesz porównać wskaźniki rozładowania baterii, mają cały artykuł omawiający to zjawisko .

Jest to nieco wokół punktu, ale zawsze staram się to robić, gdy mierzysz napięcie akumulatora, musisz mieć go pod obciążeniem. Różni się to w zależności od chemii, ale jest najważniejsze w litach. Miałem współpracownika, który umieszczał w naszych urządzeniach złe ogniwa monetowe i korzystał z nich, ponieważ ogniwa monetarne wykazywały prawie pełne napięcie bez obciążenia. Pod obciążeniem dowolnej ilości (10 kiloomów ok. 2mA) byli całkowicie martwi.

Twój mikrokontroler i Ty

Ponieważ masz do czynienia z użyciem arkusza producenta dotyczącego prądu upływu, istnieje również wiele różnych problemów, z którymi będziesz musiał sobie poradzić, aby zachować te specyfikacje, które prawdopodobnie również pracują nad myśleniem. Największe, jakie widziałem, to zmienne wejście. Wielu inżynierów pozostawi nieużywane piny jako dane wejściowe, myśląc: „Hej, co to może zrobić?” Trochę, jeśli mówisz o mikroampach. Wejście bezpotencjałowe będzie miało stale zmieniający się stan tranzystorów, a wahania powodują różnicę w pobieraniu mocy. Kiedyś mieliśmy skróconą żywotność produktu, ponieważ wystąpił błąd, który sprawił, że 2 piny ułożyły się swobodnie, powodując, że nasz prąd czuwania zwiększył się ponad dwukrotnie w naszym MSP430. Musisz wysterować wszystkie piny, aby wyjść i pozwolić im utrzymać stan.

Podczas tych obliczeń łatwo przeoczyć takie rzeczy, jak czas budzenia. Wydaje mi się, że pamiętam, że nasz MSP430 miał niezbywalny czas budzenia, jeśli robiłeś to bardzo często. Przez chwilę miał również większy impuls mocy, gdy pojawił się w Internecie. Nasz mały samozatrudniony RTOS musiał to wziąć pod uwagę i jeśli zamknięcie było krótsze niż X milisekund, pominęliśmy go przy użyciu NOP i zaoszczędziliśmy trochę energii.

Jeśli patrzysz na produkt o bardzo długiej żywotności, potrzebujesz powłoki konformalnej . Olejki w twojej skórze nie są od razu problemem, ale z czasem tworzą one lekko przewodzący materiał na twojej desce. Konformalna powłoka chroni Twoją deskę przed tym niewielkim prądem ssącym.

Przeczytaj wszelkie notatki aplikacji na temat działania przy niskim poborze mocy, prawdopodobnie dotyczy to takich kwestii, jak styki muszą być trzymane jako dane wyjściowe i wielu innych ważnych i przydatnych faktów.

Wreszcie, nie pozwól się zrelaksować tylko dlatego, że przeczytałeś uwagi do aplikacji i wszystko wydaje się w porządku po tygodniu używania produktu, musisz zrobić, jak mówi clabacchio, musisz zmierzyć i upewnić się. Debugujesz swój kod normalnie, jest to jego część, musisz dowiedzieć się, czy popełniłeś błąd, który powoduje, że twój prąd jałowy jest mA zamiast zamiast uA, a nawet po prostu, jeśli zrobiłeś to, co zrobiliśmy, a szpilka unosi się przypadkowo . Upewnij się, że używasz buforowanych pomiarów, jeśli to robisz, jeśli masz duży wyciek w swoim urządzeniu, biorąc dane, możesz zrobić górę z kretowiska podczas testowania. Nigdy też nie zapominaj o podciągnięciach, są to małe świnie mocy, jeśli nie jesteś ostrożny.

Teoria wydaje się poprawna, chciałbym tylko dać ci wskazówkę: projektując obwody o bardzo niskim cyklu pracy (czas pracy urządzenia) zwykle wiadomo, jaki jest pobór mocy podczas snu (i tak właśnie zrobiłeś, ale sugeruję zmierzyć go po zbudowaniu, ponieważ właśnie odkryłem, jak bardzo projekt wpływa na upływ prądu.

Ale to nie wymaga takiej samej precyzji, jak w przypadku większych prądów, powinieneś spróbować zmierzyć energię zużywaną przez urządzenie w stanie aktywnym. Możesz to zrobić również za pomocą płyty chlebowej, ponieważ potrzebna jest miara średniego pobranego prądu i czasu, w którym urządzenie jest włączone (~ 10 s).

Następnie możesz zsumować swoje energie (lub Ah, jak chcesz), nie dbając o nakładający się czas.

Ale, wychodząc właśnie z tego rodzaju pomiaru, nie polegaj zbytnio na wartościach podanych w karcie danych i spróbuj, czy twój projekt jest w stanie zagwarantować tę wartość; na przykład dokładnie sprawdziłbyś wszystkie piny wyjściowe mikrokontrolera, aby uniknąć niechcianego wycieku z powodu interfejsów DIO, a być może musisz pracować również z domenami mocy samego mikrokontrolera. Powodzenia!