Zarządzanie energią dla CR2032: 4 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Wykonywanie aplikacji o niskim zużyciu energii wymaga specjalnej troski o komponenty i linie kodu. Niektóre komponenty dają taką możliwość, inne wymagają dopracowania w krótkim czasie. główną ideą, gdy pracujemy w aplikacjach o bardzo niskim zużyciu energii, jest rodzaj baterii. wybór tego zależy od:

- wielkość aplikacji (część mechaniczna)

- Ilość potrzebnej energii (parametr w mAh)

- Temperatura otoczenia (temperatura ma wpływ na niektóre typy baterii)

- Pobór mocy (energia zużyta przez dyspozytyw)

- moc (prąd na żądanie, ile baterii może dać w Amperach)

- obszar napięcia pracy podzespołu (napięcie potrzebne do aktywacji podzespołu elektronicznego).

Pomiędzy tymi wszystkimi wymienionymi już znakami Najważniejszym, które należy wziąć pod uwagę, jest napięcie każdego komponentu. Więc kiedy energia spada, a energia baterii spada, musimy być pewni, że wszystkie komponenty działają i reagują.

na przykład jeśli używamy baterii CR2032. pojemność baterii wynosi 230 mAh a napięcie 3V i powinno być w stanie niskim i trzeba je wymienić, gdy napięcie spadnie do 2 woltów. następnie używamy NRF24L01+, ATMEGA328P i DHT11 do stworzenia bezprzewodowej jednostki temperatury. Processus może normalnie pracować z NRF2401+ i atmega328p (z częstotliwością 4Mhz), ponieważ może pracować od napięcia 1.9. ale dla DHT11. jeśli bateria spadnie poniżej 3 V, czujnik nie będzie stabilny i otrzymamy błędne dane.

w tej instrukcji ZAPROPONOWUJEMY REGULATOR BARDZO NISKIEJ ENERGII dla baterii CR2032, który może obsłużyć wyjście do 3 woltów, ponieważ wejście ma niski poziom 0,9 wolta. idziemy do użycia

Krok 1: Główny IC

Będziemy używać TPS6122x z instrumentu texas. zapewnia regulowane zasilanie dla produktów zasilanych jedno-, dwu- lub trzyogniwową baterią alkaliczną, NiCd lub NiMH, lub jednoogniwową baterią litowo-jonową lub litowo-polimerową. działa przy napięciu wejściowym od 0,7 do 5,5 V i zapewnia stabilne napięcie wyjściowe. istnieje 3 wersje:

- TPS61220: wersja regulowana, można ustawić napięcie wyjściowe od 1,8 V do 6 V

- TPS61221: stałe wyjście 3,3 V, używane w tej instrukcji.

- TPS61222: stałe napięcie 5,0 V

ma dobrą wydajność przy niskim prądzie spoczynkowym: 0,5 μA. i niski pobór prądu w stanie wyłączonym: 0,5 μA.

jest to dobry wybór dla długiej żywotności i może zapewnić stabilność napięcia.

Krok 2: Schemat i ożywienie

Schemat istnieje w oficjalnym arkuszu danych. niektóre szczegóły należy traktować jako zauważone. cewka L i dwa kondensatory muszą być dobrej jakości. Wykonując PCB, musimy zbliżyć kondensator i cewkę indukcyjną do chipa. dodajemy uchwyt baterii i podciągnęliśmy wejście za pomocą wysokiej wartości rezystora. więc możesz wyłączyć układ scalony, po prostu pociągając pin umożliwiający i dużą wartość rezystora, aby prąd był bardzo niski.

Schemat zaprojektowałem używając eagle cad i wykonałem to rozwiązanie jako moduł do testowania i prototypowania. Dodałem uchwyt baterii CR2032 i zrobiłem PINOUTS tak:

-GND: ziemia

- WŁĄCZ: aktywuj/dezaktywuj regulator

- Vout: wyjście regulowane do 3,3V

- VBAT: brak baterii bezpośrednio, możesz użyć innego źródła jako wejścia dla tego modułu (upewnij się, że zainstalowana jest jakakolwiek bateria)

Krok 3: Spraw, by żyło

główny układ scalony używany w tym projekcie jest bardzo mały, więc wykonanie go w płytce prototypowej do testów nie jest łatwe, więc chodzi o stworzenie płytki drukowanej, która obsłuży cały schemat, i dodamy kilka funkcji pinout, takich jak włączanie, wyłączanie, dostęp do wejście, jeśli chcemy użyć innego typu baterii.

Dzielę się z Wami schematem w EAGLE CAD Link

STYK:

GND: ziemia komunalna!

ENABLE: moduł działa bezpośrednio, jeśli ten pin nie jest podłączony lub podłączony do wysokiego poziomu, po opuszczeniu regulator przestaje działać i wyjście jest podłączone do wejścia lub akumulatora

VOUT: regulowane napięcie wyjściowe

VBAT: może być używany jako wejście, jeśli chcesz użyć innego źródła, możesz bezpośrednio odczytać napięcie wyposażonego akumulatora

Krok 4: Test

Deska wykończona i wykonana przez makerfabs, nakręciłem filmik jak to działa