تعیین متوسط مصرف فعلی دستگاه متناوب کم مصرف: 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

معرفی

از روی کنجکاوی می خواستم بدانم که باتری ها در سنسور دمای راه دور من چقدر دوام می آورند. دو سری AA به صورت سری طول می کشد ، اما کمک چندانی به قرار دادن آمپرمتر در خط و تماشای صفحه نمایش نمی کند زیرا برق بصورت متوالی مصرف می شود. هر چند دقیقه دستگاه فرستنده 433 مگاهرتز خود را برای چند ثانیه روشن می کند و سپس به حالت آرام باز می گردد و فقط زمان را تا انتقال بعدی حفظ می کند.

من به وسیله ای برای تجمیع کل مصرف فعلی در طی چند ساعت برای بدست آوردن میانگین نیاز داشتم. من این کار را با تغذیه دستگاه از سوپر خازن و محاسبه جریان متوسط موثر از افت ولتاژ خازن در طول ساعت انجام دادم.

بدیهی است که این امر نمی تواند نتیجه کاملاً دقیقی به همراه داشته باشد زیرا خازن دچار نشتی داخلی می شود و هر بار که ولت متر برای وصل شدن متصل می شود شارژ خود را از دست می دهد. اما نتایج بدست آمده برای تصمیم گیری در مورد طول عمر باتری های معمولی به اندازه کافی دقیق است.

تدارکات

• دستگاه مورد آزمایش (در مورد من سنسور دمای راه دور)
• ولت متر (یک مولتی متر دیجیتال مناسب است)
• سوپر خازن (من از 4 فاراد 5.5 ولت استفاده کردم)
• ساعت (برای توجه به هنگام خواندن)
• croc-clip منجر می شود.

مرحله 1: تجهیزات را بررسی کنید

مطمئن شوید که سوپر خازن شارژ خود را به اندازه کافی نگه می دارد.

با استفاده از دو سلول AA (با فرض اینکه آنها کاملاً شارژ شده اند) آنها را به SuperCap وصل کنید تا به 3 ولت برسد. قطع شدن. ولتاژ SuperCap را اندازه گیری کنید تا 3 ولت (یا تقریباً) آن را بررسی کنید و ولتاژ و زمان را یادداشت کنید. ولت متر را وصل کنید. چند ساعت صبر کنید. ولتاژ SuperCap را مجددا اندازه گیری کنید تا بررسی کنید که آیا نشتی جدی دارد یا خیر. امیدوارم به سختی تغییر کرده باشد. 4 فراد SuperCap من هنوز بعد از یک ماه نیمی از ولتاژ اولیه خود را داشت!

اتفاقاً ، تجربه من با SuperCaps نشان می دهد که هرچه ظرفیت خازنی بزرگتر باشد ، سریعتر ولتاژ خود را نشت می کنند. خازن 100 فاراد من در کمتر از یک روز نیمی از ولتاژ خود را از دست می دهد.

مرحله 2: اندازه گیری کنید

SuperCap روشن شده را به دستگاه مورد آزمایش متصل کرده و ولتاژ اولیه را اندازه گیری کنید ، به یاد داشته باشید که زمان را نیز یادداشت کنید.

بگذارید دستگاه از SuperCap کار کند و ولتاژ را هر چند ساعت یکبار بررسی کنید. هنگامی که ولتاژ کاهش یافت ، به عنوان مثال ، 25 درصد (بین نیم تا یک ولت افت برای دستگاه 3 ولت من) ولتاژ و زمان را دوباره یادداشت کنید.

تصور نکنید که مدت زمان طولانی کارکردن بهتر خواهد بود زیرا اگر ولتاژ خیلی کم شود ممکن است عملکرد دستگاه متوقف شود.

مرحله 3: ریاضی را انجام دهید

برای یک خازن ایده آل (از لحاظ نظری کامل) تخلیه بار توسط فرمول آبی نشان داده شده نشان داده می شود.

جایی که:

Vc = ولتاژ خازن نهایی Vs = ولتاژ خازن اولیه = ثابت ریاضی تقریبا 2.718t = زمان در ثانیه R = مقاومت بار C = ظرفیت

تنها کاری که باید انجام دهیم محاسبه R از موارد فوق است. سپس با دانستن مقاومت م effectiveثر و متوسط ولتاژ عرضه شده می توانیم میانگین مصرف فعلی را بدست آوریم. این کار ساده ای نیست مگر اینکه یک ریاضیدان پیشرفته باشید. برای سهولت کار ، ابتدا آن فرمول را بر اساس نسخه BLACK-&-WHITE که R موضوع است تنظیم مجدد می کنیم.

(* به معنی ضرب و ln () به معنی لگاریتم طبیعی آنچه در داخل پرانتز است.)

انجام ریاضیات آزاردهنده و مستعد خطا است ، بنابراین من یک صفحه گسترده برای انجام کارهای سنگین تهیه کردم.

از صفحه گسترده من خواهید دید که من ابتدا از یک مقاومت بار شناخته شده برای بررسی صحت این روش استفاده کردم. بدترین حالت من کمتر از 10 درصد خطا بود. نه خیلی بد.

مرحله 4: صفحه گسترده را برای آزمایشات خود بارگیری کنید

می توانید صفحه گسترده من را بارگیری کرده و هنگام انجام آزمایشات خود ، مقادیر خود را در ستون ها قرار دهید.

نتیجه

این روش برای تعیین متوسط مصرف فعلی برای بیشتر اهداف عملی مناسب است.

همانطور که در صفحه گسترده مشاهده می کنید ، به نظر می رسد سنسور دمای راه دور من حدود 85 میکرو آمپر مصرف می کند. اگر به سادگی فرض کنم که 100 میکرو آمپر است ، این بدان معناست که باتری های 2000 میلی آمپر ساعتی در دستگاه باید 20000 ساعت دوام بیاورند - چند سال. چیزی که می خواستم بدانم.