Моніторинг тривалості роботи акумулятора по схемі PIC

У мене є невелика схема з використанням мікроконтролера мікросхем PIC18F14F50, який здійснює введення даних у зовнішній чіп EEPROM через інтерфейс i2c (який потім я можу прочитати пізніше через інтерфейс USB). Один зразок реєструється кожні 15 хвилин і його не потрібно чітко визначати точно.

Це нормально, якщо під час заміни акумуляторів зразки пропущені або невдалі, але це не чудово, якщо батареї закінчуються, а дані не записуються протягом декількох днів, поки хтось не помітить.

Тож я хотів би попередити користувача, коли батарея буде достатньо часу, щоб замінити їх. Середній струм менше 2 мА, і я працюю з 3 лужними батареями АА послідовно, щоб дати 4,5 вольт, тому я б очікував, що вони триватимуть досить багато днів.

Але мені цікаво, як виявити, що акумулятор розряджений? Я припускаю, що напруга знизиться, коли батареї досягають кінця життя. Я думаю, що у цього ПОС є опорна напруга 1,024 В, тому я можу розділити напругу живлення та подати його на аналоговий вхід, і коли розділене напруга опуститься нижче, що викликає попередження.

Але я не знаю достатньо батарей, щоб знати, наскільки добре це буде працювати? І я не знаю, яку напругу вибрати, це вказувало б на те, що залишилося 10-20% ресурсу акумулятора. Це взагалі спрацює? Чи є кращий підхід?

Це зовсім не обов'язково бути точним, я просто хочу досить своєчасно попередити, не примушуючи людей відкидати батареї, у яких все ще залишилося життя.

Оскільки моє поточне використання досить постійне, чи розумним буде простий таймер, якщо я можу розробити, як довго в середньому тривають батареї, а потім вибрати 85% цього часу, перш ніж я попередитиму? Або час життя батареї відрізняється від цього більше?

Будь-які думки будуть вітатися.

Спочатку дозвольте прокоментувати схему таймера. Це буде працювати, доки ваші батареї будуть відносно одного віку та зберігаються в однакових умовах. Через 6 місяців, коли ви все ще використовуєте це, а ваші батареї на 6 місяців старші, вам потрібно буде оновити таймер. Функціональне рішення, але не найкраще.

Ви можете розділити напругу на вході за допомогою резисторної мережі, яка має достатньо високу напругу, щоб не впливати на ваше життя (ви можете використовувати мережу, яка навантажує, просто замінюйте батареї частіше). Є один улов, вам потрібно завантажити акумулятор, щоб побачити справжню цінність його життя. Ви виявите, що чим більше навантажений акумулятор, тим більше крива розряду виглядає як лінія. Це ніколи не буде лінією, все одно будуть чіткі фази, але ви можете надійно співвіднести напругу завантажених акумуляторів з вашим життям.

Якщо ваш показник PIC включений під час вимірювання, ви, ймовірно, отримаєте гідне вимірювання. Запропонуйте знімку витратити час на вимірювання акумулятора і подивіться на отриману криву напруги, поки ваш пристрій не згасне. Якщо крива залишається відносно рівною, а потім раптом падає, і батареї помирають, тоді вам потрібно буде використовувати транзистор і навантажувальний резистор, щоб збільшити подачу струму під час вимірювань акумулятора. На університеті акумуляторів є велика кількість інформації про акумулятори. Часто мікроконтролерам не вдається витягнути достатню кількість струму, щоб отримати криву, нахилену по всьому шляху (я бачив цю проблему з надзвичайно низькою потужністю UC, як MSP430). Ви, мабуть, будете добре, лише запустивши свій PIC.

Дослідження хімії акумуляторів АА дали деякі результати. Схоже, вони показують досить плоскі криві розряду з малим струмом (<500 мА). Це означатиме, що ви, швидше за все, захочете ланцюг розряду резистора в поєднанні з транзистором, щоб вимірювання напруги були більш цінними.

Пробачте, будь ласка, якщо це було недостатньо зрозуміло. Якщо ви коментуєте, запитання чи пропозиції я оновлю.

Так, напруга акумулятора знизиться, але падіння невелике, скажімо, половина вольта:

Якщо ви використовуєте дільник напруги, щоб перевести це в діапазон АЦП, ви також ділите діапазон. Я здогадуюсь, це все-таки вимірюється безпосередньо за АЦП. 5 В / (2 ^ 10) = 0,005 В, з відхиленням ± 3 LSb і помилками посилення, тож існує ще ряд рівнів вимірювань між повним і порожнім?

Щоб точно виміряти заряджання та розряджання акумулятора, люди ведуть журнал про те, скільки струму проводиться за допомогою резистора, що визначає струм, і вирішують, що акумулятор розряджений після того, як пройде певна кількість заряду. Якщо ваш нинішній розіграш відносно постійний, то так, ви можете просто використовувати таймер, щоб зробити те саме. Запустіть його кілька разів, виміряйте кількість часу, поки ви не вважаєте акумулятор загиблим, а потім використовуйте таймер, щоб в майбутньому здогадуватися, коли він загине. Ви кожен раз використовуєте свіжі акумулятори?

Я думаю, що єдиний надійний спосіб моніторингу такої системи - це своєрідна домовленість, що нагадує сторожовий догляд. Попросіть якусь іншу систему, яка працює окремо , перевіряйте її час від часу (або чекайте сигналу), і якщо вона не реагує, попереджайте.

Ви також можете використовувати цю окрему систему, щоб перевірити наявність батареї. Він не постраждає від загибелі основного акумулятора, що знищить будь-яку систему моніторингу, що працює від основного акумулятора. Якщо ви можете організувати монітор акумулятора, який буде працювати на маленькому акумуляторі, як монета, і гарантувати, що він витратить основний акумулятор, це повинно зробити цю роботу.

Якщо ви не хочете або не можете мати друге джерело живлення, інші коментарі, здається, містять дуже хороші пропозиції щодо самоконтролю.

Ви можете отримати набагато більш точну посилання на напругу за допомогою підсилювача (використовуйте його зі штифтом включення, щоб його можна було легко вимкнути), а також просто налаштуйте свою схему на діапазон напруги, який ви хочете виміряти: 0 В при 0,8 В, та 3.3V на 1.1V. Якщо це насичено, ви знаєте, що у вас багато заряду, і вам, здається, не потрібен монітор, а лише тривога.

Також переконайтеся, що ви вимірюєте кілька разів (або використовуєте струмовий резистор струму), а не вважаєте, що падіння напруги спричиняється вмираючою батареєю. Це не так - напруга акумулятора залежить як від струму розряду, так і від залишкового заряду. Спільний струм може спричинити велике падіння напруги, але акумулятор відновиться при його вийманні. Дивіться малюнок 9 лужного аркуша енергетизатора.

Якщо можливо, виміряйте напругу лужної батареї AA відразу після того, як вона заряджається вашим звичайним навантаженням (пристроєм) і ви зупинили струм навантаження, коли він опуститься нижче 0,9 В на батарею АА, ваші акумулятори вичерпаються. Я роблю це багато продуктів, які я розробив, і це працює ідеально. Звичайні лужні батареї відновляться після зняття навантаження, але це потребує часу залежно від струму навантаження. Іноді це може бути хвилин або навіть години, залежно від температури та струму навантаження. Вимірюючи його під час постійного використання малим струмом, вам доведеться брати більш високу напругу залежно від вашого струму, але зазвичай 1,2 В нормально для пристрою, що використовує лише 5 мА.