Характеристики батареї для літієвої монети Cell CR2032


16

Я використовую модуль акумуляторів CR2032 для роботи з модулем BLE 4.1. Радіо BLE для зв'язку приймає струм від 3,5 до 5 мк. Але коли я дивлюся на таблицю даних акумулятора ( https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/maxell_cr2032_datasheet.pdf ), він показує, що номінальний струм розряду становить 0,2 мА.

Моє запитання: під час спілкування BLE, коли струм близько 5 мА, чи зможе цей акумулятор забезпечити цей струм? Також з якою метою відображаються номінальні значення струму розряду?

Відповіді:


35

Я зробив докторську дисертацію з управління енергією в бездротових сенсорних мережах і працював з сенсорними вузлами за допомогою батарей CR2032. Ми самі розробили вузли (мій керівник розробив друковану плату, а я розробив програмне забезпечення та всі тести, пов'язані з енергією).

Я можу підтвердити те, що люди вище говорять про те, що ви можете намалювати піки 100mA з нової комірки CR2032. Але як кажуть, щоб отримати номінальну ємність в перерахунку на мага, вам потрібно розрядити її за вказаними номінальним струмом і температурою.

Вузоли датчиків, над якими я працював, намалювали 27-35 мА на передачі. Але передачі тривали 110-140 хв одночасно, раз на хвилину. При кімнатній температурі, використовуючи один CR2032 паралельно із 75-фунтовим суперкапачком від CapXX, нам вдалося використати близько 87% від номінальної потужності CR2032 (випробувані вузли функціонували в середньому 99 днів). Ми використовували CR2032 від Renata. Ця ж установка без суперконденсатора в середньому отримає приблизно 10-15 днів менше функціонального часу. Однак суперкап стає надзвичайно важливим, якщо ви вирішите знизити робочу температуру !!! (що ми робили в тестах до -30 ° C)

Наслідки розряду з більш високим струмом полягають у тому, що вам вдається отримати менше енергії, ніж зазначено від акумулятора. Поточні піки створюють падіння напруги і в той момент, коли цей перепад напруги опускається нижче вашої напруги коричневого виходу - ваша схема скидається. Потрібно сказати, що в цей момент у клітині залишилось трохи енергії. Щоб полегшити цю проблему, ви можете додати суперконденсатор для вирівнювання піків струму передачі (падіння напруги).

Але:

  • суперконденсатори дорогі
  • вам потрібна схема з низьким струмом витоку і схемою балансу, наприклад, від CapXX (вони мають струми витоку в межах 1-2uA)

Суперконденсатор високого струму витоку принесе більше шкоди, ніж користі, якщо пристрій потребуватиме живлення протягом днів або тижнів.

Також не соромтеся підключати CR2032 паралельно, якщо вам потрібно і у вас є місце - ви в основному подвоюєте поточну ємність.

Сказавши це - у цьому світі ще належить виконати багато робіт, щоб покращити енергоменеджмент у таких програмах.


Дякуємо за деталізацію. Тут, якщо я підключую величину Tantulam Cap 47uF через батарею, це означає, що конденсатор може бути джерелом живлення під час спілкування BLE, оскільки він отримає розрядку під час реклами BLE, що надає струм, я десь читав. якщо так, ми можемо мінімізувати потужність чи ні?
Вірус вбудований

1
lowtech говорив про суперкап у діапазоні міліфарадів, а не мікрофарадів.
CherryDT

2
47 - 100µF вже має допомогти. SiLabs рекомендує його і для свого модуля Bluetooth BGM111. Для цитування даних: «Монетні батареї не витримують високих пікових струмів (наприклад, вище 15 мА). Якщо піковий струм перевищує 15 мА, рекомендується встановити 47 - 100 мкФ конденсатор паралельно монетній батареї для покращення часу роботи акумулятора ".
Майкл

1
Я б вагався продати пристрій, якому потрібно паралельно підключати клітинки CR2032. І завжди є CR3032.
fgrieu

@ViralEmbedded: поточний профіль споживання під час передачі дуже допоможе тобі. Ви відбираєте вибірку струму споживання на високій швидкості? Ми зробили це зі швидкістю 50 к / с (50 000 зразків в секунду), використовуючи мультиметр DAQ. Я здивований, що струм передачі складає всього 5 мА - я б очікував більше 10 мА.
lowtech

10

З інформаційного аркуша:

  • Номінальна ємність вказує на тривалість, поки напруга не знизиться до 2,0 В при розряді при номінальному струмі розряду при 20 град. С

Отже, якщо ви будете розряджатись при стабільному рівні 0,2 мА, ви отримаєте 220mAh ємність, або 1100 годин. Розрядження з більшою швидкістю зменшить ємність акумулятора. Імпульс також вплине на це, оскільки BLE імпульсує до 5mA. Імпульс 5 мА на частку секунди, поки решту часу немає, може призвести до еквівалентного витягу 0,2 мА.

Якщо ви подивитеся на графік, позначений імпульсним розрядом, він показує 5 секундний імпульс 300 Ом або 10mA @ 3V. Такий імпульсний розряд зменшить загальну ємність протягом акумулятора приблизно до 180mAh від номінальних 220mAh.

Щоб відповісти на два ваші прямі запитання:

  1. Типовий CR2032 може видавати набагато більше струму, ніж 5 мА. Ви можете витягнути з нього 100 мА протягом години, маючи кілька застережень щодо високої ШОЕ.

  2. Номінальний струм - встановити базовий термін служби акумулятора. CR2032 і монети взагалі призначені для додатків із низьким струмом та тривалим терміном служби, як годинник у режимі реального часу або резервне копіювання даних. Вони не призначені для живлення важких вантажів.


Два невеликих коментаря. По-перше, технічно висунута потужність вважатиметься 160mAh з графіка. По-друге, що при 100mA типова клітинка для монети MnO-Li навряд чи знизиться до 1,5 В або нижче, залежно від розміру.
Асмільдоф

1
@Asmyldof Якби мене не просто витіснив пожежний будинок, я би випробував максимум розіграшу, безліч запасних просторів. Але що стосується 160mAh, то номінальний термін служби акумулятора визначається як 2V, а не 2,5V. За графіком це більше, як 188mAh. (яку я округлив)
Перехожий

Що стосується нинішніх можливостей, розглянемо два 2032-х, які постачають на 2000 рік синій або ранній білий світлодіод прямо в брелок. Якщо вони не падають до 1,8 В на 30mA, ці світлодіоди, безумовно, горять. Для звільнення це складна дискусія, в якій ви можете мати рацію. Але ця примітка має значення номінальної напруги при номінальному струмі та номінальній температурі, жодна з яких точно не грає в тому сценарії, тому різниця між 2,5 В і 2 В у цьому складе 1% або така. Як правило, коли швидкість зміни минула нелінійний вигин, будь-який акумулятор стає ненадійним у прогнозах.
Асмільдоф

4
@Passerby пожежний будинок? : -не спричиняється, що це не спричинено перезарядженими літієвими клітинами?
некоматичний

6

Я думаю, що відповідь є в цьому графіку аркуша:

введіть тут опис зображення

3V÷300Ω

(Це пов'язано з тим, що більше енергії спалюється у внутрішніх опорах акумулятора. Але, здається, це все добре, якщо ви все в порядку зі зниженою ємністю)

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.