вторник, 4 июня 2013 г.

Расчет времени работы от ионистора и заряд аккумулятора от солнца

Решил наконец взяться за создание автономных девайсов, для чего провел эксперимент по потреблению энергии одним МК ATTiny13A от ионистора 5.5V 4F.
Формула C*U=I*t известна, предварительный расчет по ней - 127 часов, но напруга то постоянно просаживается, да и саморазряд у них заметно сильнее, чем у конденсаторов, потому решено провести эксперимент в натуре.

Прошивку залил простейшую. Она собственно ничего не делает, кроме миллисекундной вспышки сверхъярким светодиодом раз в 9 сек.
Камень настроил на тактирование от внутреннего RC на 128кГц и погрузил в power-down режим. Brown-Out-Detection настроил на 1.8В. Степ-апа у меня нет, чтоб еще и питание кошерное подавать, так что схема без излишеств.
Вспышка делается в прерывании от Watchdog, настроенного на максимум выдержки (1М циклов).
Установившийся ток - порядка 30 микроампер.


Ионисторы были заряжены китайской солнечной батареей до 5.8В в течение минут десяти, через окно, вечером, освещенность была слабая. Насколько зарядились ионисторы было в общем-то пофиг. Напряжения было уже достаточно.
Батарея настолько убогая, что практически не представляет ценности. Заявленных китайцами 120мА я не видел даже при коротком замыкании и прямом облучении солнцем.


Ионисторы были соединены в паре последовательно.

Старт эксперимента: 3 июня 2013 в 16:40 МСК.
Начальное напряжение - 5.1В
Ток, как я уже говорил, 28-30мкА

Спустя час напряжение 5.06В. Экстраполировать пока конечно рано, но уже становится ясно, что до следующего солнечного дня схемка вполне может дожить.

Параллельно проходит эксперимент по зарядке той же батареей аккумулятора от мобильника
(1350мА*ч, 4.2В) с той же слабой освещенностью. Сотик долго лежал пылился, зарядка начиналась от 2В, спустя час - 3.2В. Ток 84мА, а значит мощность 0.27Вт.
Его планирую примостырить в сортир на даче (upd: вот он).
Теоретические прикидки такие:
 - если всем приспичит зимней ночью в туалет, человек так 6, каждому на полчаса, получаем, что светить должно 3 часа
 - емкость 1.5 Ампер*часа, значит допустимое потребление 0.5А*ч
 - этого с запасом хватает для питания одноваттного светодиода,
 - в свою очередь одноваттного светика с головой хватает для освещения сортира ночью
 - покупаем 3 аккумулятора AA, получаем 3.6В (как раз для светика) и 6А*ч заряда! плюс в случае чего их удобно заменить или подзарядить

Прошло 2 часа. Мигалка просела до 4.96В, аккум зарядился до 3.27В. Уже темнеет, 7 часов вечера.
Прошло 4.5 часа: мигалка - 4.78В, зарядка 3.38В. Экстраполяция дает срок для мигалки - 50 часов.

Полночь. ЖКХ  отключило свет, дало мне понять, что я на верном пути.
Был хороший повод проверить одноваттный светодиод в действии, взял я аккумулятор, заряжавшийся на подоконнике, подключил через амперметр, ток 300мА без резистора, то что надо. Я выше говорил, что им можно сортир освещать? Им, плять, можно комнату в 12кв.м. освещать!

8:40 утра. Прошло 16 часов. мигалка разряжена до 4.06В, а значит по расчетам она может протянуть еще 34 часа, экстраполяция снова дает оценку 50 часов. Принимаем это за результат, ибо ждать дальше влом. Аккумулятор отключил ночью от батареи, он уже не заряжался, 3.376В. С утра догнался до 3.76В, видимо это предел батареи. В самый раз для 3 пальчиковых аккумуляторов, соединенных последовательно: схема заряда не нужна, перезаряда не будет.

ИТОГО

Прошли сутки с начала эксперимента, напряжение на ионисторе с 5.1В упало до 3.67В при токе порядка 30мкА. Расчетное время работы - 50 часов, а это значит, что связка "Солнечная батарея - Ионистор - МК" вполне сгодится для построения автономных девайсов для дачи, например беспроводного датчика температуры или кнопки звонка для гаражных ворот.

Комментариев нет:

Отправить комментарий