Захранване - Team Aying
От Мартин | 6 декември 2017 г. | Коментари 3 коментара
Голям проблем за електрониката в кеш конструкцията е захранването. Тази статия описва основно независим постоянно захранване за електроника, а не за стъпалата, които се доставят с батерии, които сте донесли със себе си. Целта винаги трябва да бъде възможно най-малко поддръжка на вашата електроника. В допълнение към енергоспестяващата електроника, изборът на подходящо захранване също играе основна роля. Много дизайнери на кеш памет използват само батерии и може дори да имат стандартизирана батерийна система. Други го оставят с нормални алкални батерии като AA, AAA или 9V блокове. Тъй като всички системи имат своите предимства и недостатъци, считаме, че най-полезна е следната процедура:
1. Изберете правилно напрежение
Първо трябва да знаете кое напрежение или кое напрежение се използват в електрониката. Препоръчваме да изберете възможно най-ниското напрежение при планиране или избор на електроника, ако е възможно. Често са необходими няколко различни напрежения, което разбира се трябва да се има предвид при планирането. Ето стъпките на напрежението за обикновените батерии и акумулатори:
Алкални батерии = 1,5VЛитиево-манганови диоксидни батерии = 3.0V (вижте статията: специални батерии)
Литиево-тионилхлоридни батерии = 3.6V (вижте статията: специални батерии)
Никел-метални хидридни батерии = 1.2VЛитиево-йонни батерии = 3.6VОловни батерии = 6V или 12V
Трябва ли напр. за да доставите звуков модул, който работи с 4.5V до 5V, можете да използвате 3x алкални или 4x Ni-MH батерии.
Имате ли нужда от напр. 3V за радиоелектроника и 4,5V за звуков модул, така че всъщност остава само вариантът с 3x алкален с допълнителен 3V кран.
Ако не е възможно да се осигури необходимото напрежение, можете, разбира се, да използвате DC/DC преобразуватели или серийни регулатори. Тогава обаче консумацията на енергия в режим на готовност се увеличава значително и животът на батерията значително намалява.
2. Изберете правилния дизайн
В зависимост от наличното пространство, разбира се, винаги е препоръчително да използвате по-голяма батерия. Колкото по-голяма е батерията или акумулаторната батерия, толкова повече заряд или капацитет има. Държачите на батерии тук са основен източник на грешки - има допълнителен принос за това, държачи на батерии. Ако е възможно да вземете електрониката със себе си за целите на поддръжката, има и някои видове батерии, които могат да бъдат постоянно запоени. Ето отново преглед на различните видове:
| Дизайн | Предлага се с ухо за запояване | Предлага се като клетка с бутони | |
| Алкални батерии | AA батерия, AAA батерия, C клетка, D клетка, 9V блок | Не | Да |
| Ni-MH батерии | Същите размери като алкалните батерии, различни подразделения на алкалните батерии, напр. 1/2 AA | Да | Да |
| Li-Ion батерии | напр. 18650, 14500, 26650 | Да | Да |
| Оловни батерии | различни кубовидни размери с плоска щепселна връзка | Да | Не |
В зависимост от консумацията на енергия и необходимата изходна мощност, клетките с бутони могат, разбира се, да се използват и като захранване, вижте статията Захранване: Специални батерии. Но трябва да имате предвид, че клетките с бутони имат много по-лошо съотношение цена/производителност. Следователно бихме ги използвали само ако сте зависими от компактен или тънък дизайн.
3. Усилията за поддръжка
Ако имате свобода на действие в диапазона на напрежението, за мнозина възниква основният въпрос: батерия или батерия?
В следващия малък пример за изчисление с 4,5V алкален блок АА батерии в сравнение с различни батерии. Има два различни типа Ni-MH батерии. Някои имат по-висок капацитет, но и висок саморазряд. Останалите имат по-малък капацитет и често са етикетирани с „ниско саморазреждане“, „минимално саморазреждане“ или „LSD-Ni-MH“. За сравнение, 4,8V AA Ni-MH батериен блок във всяка от двете версии и класическа 18650 3,6V литиево-йонна батерия. Средната консумация на енергия на електрониката е 0,2 mA.
Алкална
Типичен капацитет 2100 mAh, цена (Aldi) 0,20 €, саморазреждане 6% годишно
Консумирана мощност на ден = 0,2 mA * 24h = 4,8 mAh
Брой дни = 2100 mAh/4,8 mAh = 438 дни
Саморазряд = 94% * 2100 mAh = 1974 mAh
Брой дни със саморазряд = 1974 mAh/4,8 mAh = 411 дни = приблизително 13-14 месеца
Ni-MH (висок капацитет)
Типичен капацитет 2700 mAh (Emmerich), цена 3,75 €, саморазреждане 25% на месец
Консумирана мощност на ден = 4.8 mAh
Консумирана мощност на месец = 144 mAh
Оставащ заряд след 4 месеца = 2700 * 75% ^ (4) = 854 mAh
Оставащ заряд след 4,5 месеца = 2700 * 75% ^ (4,5) = 740 mAh
Оставащо зареждане след 5 месеца = 2700 * 75% ^ (5) = 641 mAh
Консумация на енергия след 5 месеца = 720 mAh -> батерията е изтощена малко над 4,5 месеца празен
Ni-MH (нисък саморазряд)
Типичен капацитет 1900 mAh (eneloop), цена 3,75 €, саморазреждане 20% годишно
Оставащо зареждане след 10 месеца = 1900 * 80% ^ (10/12) = 1578 mAh
Оставащо зареждане след 10,5 месеца = 1900 * 80% ^ (10,5/12) = 1562 mAh
Оставащ заряд след 11 месеца = 1900 * 80% ^ (11/12) = 1548 mAh
Консумация на енергия след 11 месеца = 1584 mAh -> батерията е изтощена малко над 10,5 месеца празен
Li-йон
Типичен капацитет 3000 mAh (Sony), цена 5,00 евро, саморазреждане 4% на месец
Оставащ заряд след 12 месеца = 3000 * 96% ^ (12) = 1838 mAh
Оставащ заряд след 12,5 месеца = 3000 * 96% ^ (12,5) = 1801 mAh
Оставащ заряд след 13 месеца = 3000 * 96% ^ (13) = 1765 mAh
Консумация на енергия след 12,5 месеца = 1800 mAh -> батерията е изтощена около 12,5 месеца празен
оценка
| време на работа | разходи на година | Разходи за 5 години (Живот на батерията) | Пътувания за поддръжка на всеки 5 години | |
| Алкална | 13-14 месеца | 0,60 евро | 3.00 € | 5 |
| Ni-MH (висок капацитет) | 4,5 месеца | 15,00 € | 15,00 € | 13-15 |
| Ni-MH (ниско SE) | 10,5 месеца | 15,00 € | 15,00 € | 5-6 |
| Li-йон | 12,5 месеца | 5.00 € | 5.00 € | 5 |
Какво точно ни казва това изчисление сега? Преди да направим заключение, трябва да се спомене, че саморазрядът отново се увеличава значително, когато температурата е по-ниска. Това означава, че през зимата разполагаме само с около 50-75% от времето на работа, в зависимост от производителя и типа батерия.
Заключение
По принцип може да се каже в обобщение, че Ni-MH батерии с висок капацитет за дългосрочна експлоатация неподходящ защото те имат месечно саморазряд от 25%. Тези Ni-MH батерии са идеални, когато за кратко време е необходимо много захранване, напр. в инструментални устройства или при изработка на модели. Ni-MH батериите с нисък саморазряд също са на цена много по-високи от сравнителните видове и се представят по-зле.
С алкални и литиево-йонни се стига само до това време на работа в. Ако изчислим примера с по-малко консумация на енергия, алкалните батерии очевидно изпреварват литиево-йонните батерии. Така че, ако изграждате много енергоспестяваща електроника и искате да запазите възможно най-ниски разходи за поддръжка, определено трябва да използвате алкални батерии. Ако електрониката се нуждае от малко повече електричество и въпреки това трябва да чакате ежегодно, определено можете да помислите за литиево-йонни или Ni-MH батерии
Какво не трябва да забравяте: имате нужда от батериите специални зарядни устройства и алкални батерии се предлагат на всяка бензиностанция. Погледнато обратното: Във връзка със същата енергия ви трябват приблизително 2-3 пъти повече място за алкални батерии, отколкото напр. за литиево-йонна. Ако се нуждаете от напрежение 4V - 5V, трябва да работите с литиево-йонни с преобразувател на напрежение, което от своя страна води до по-голяма консумация на енергия. Ако работите с 3.3V, можете оптимално да използвате 3.6V литиево-йонна батерия плюс малко захранване.
Оттук и нашето заключение: Няма общи твърдения - Трябва да се определи кое захранване се използва за всяка цел. Като цяло може да се каже, че алкалните батерии често печелят в сравнение и оптимално отговарят на изискванията. Има обаче и достатъчно случаи, в които човек трябва да мисли за различно предлагане.