Грубая оценка уровня заряда батареи (9 В щелочной) с аналоговым считыванием

Я создаю портативную настольную метеостанцию, используя микроконтроллер Arduino Nano. Система питается от потребительской щелочной батареи 9 В, напряжение регулируется встроенным регулятором Nano.

Я хочу, чтобы на ЖК-экране отображался приблизительный уровень заряда батареи.

Первоначальный подход, который я выбрал, заключается в использовании делителя напряжения, который масштабирует входное напряжение с 9 В до 3,3 В. Затем этот сигнал вводится в Analogue IN (A6)Nano ( AREFустановлен на 3,3 В из-за других требований к аналоговому устройству ввода).

Исходя из этого, я предположил, что диапазоны показаний напряжения могут соответствовать показаниям FULL, HALF и LOW батареи.

Я понимаю, что напряжение на клеммах аккумулятора будет меняться в зависимости от потребляемого тока. Я ожидаю пиковое потребление тока 350 мА с типичным потреблением около 100-150 мА.

Каковы хорошие значения схемы/алгоритма/отсечки, которые я должен использовать для приблизительного измерения уровня заряда батареи?

РЕДАКТИРОВАТЬ: - Моя расчетная потребляемая мощность была крайне неточной. После измерения потребляемого тока конечного устройства потребление составило примерно 30-40 мА непрерывно, с редкими пиками 50 мА.

-Я закончил тем, что использовал простой процент заряда батареи, используя AnalogRead(). Я откалибровал новую батарею, чтобы отображать ~ 90%, добавив фактор выдумки. По грубой оценке, это было довольно успешно.

У вас проблем побольше - во-первых, вся схема использования линейного регулятора в устройстве с батарейным питанием расточительна. Но кроме того, без многоступенчатой ​​схемы включения делитель напряжения, который вам понадобится для считывания уровня заряда батареи, сам разряжает батарею, даже когда ваш микроконтроллер находится в спящем режиме при токе, который должен составлять микроампер.
Щелочная батарея на 9 В — это шесть последовательно соединенных щелочных элементов по 1,5 В. Разряжать можно, скажем, до 1 В на ячейку. Но вы не хотите получать 350 мА от щелочного элемента 9 В. Даже не 100 мА. Эти батареи не могут обеспечить такой большой ток в течение очень долгого времени.
Если вы используете линейный регулятор для преобразования 9 В в 3,3 В при 50 мА, ему потребуется рассеивать почти 285 мВт в виде тепла, в то время как ваша схема потребляет 165 мВт.
при 20 мА эта батарея не протянет и недели.
9V тоже сильно шумят, когда становится холодно.

Ответы (1)

Ожидайте 9 В в качестве новой батареи и около 6-7 В в качестве разряженной батареи (я думаю, вам нужно 5 В в вашем устройстве, верно?)

В случае хорошей батареи, непрерывная нагрузка не даст вам действительно разных измерений. Конечно, напряжение батареи может упасть, скажем, на 0,1 В, но на это действительно можно не обращать внимания.

Вы можете принять во внимание кривую разряда вашей батареи, чтобы повысить точность оценки мощности: http://www.powerstream.com/9V-Alkaline-tests.htm Это можно сделать с помощью простого массива, преобразующего измеренное напряжение в ожидаемый % оставшейся мощности.

Я предлагаю вам закодировать некоторый гистерезис, иначе вы увидите, как ваш статус прыгает между состояниями «полный» и «половина», когда батарея почти разряжена до половины.

Я согласен с другими комментариями, что у 9-вольтовой батареи есть только одно преимущество: удобство. Это действительно не лучший источник питания для вашей схемы, вы можете работать от элементов 3xD (4,5 В, подключенных прямо к шине 5 В, минуя LDO) примерно в 40-50 раз дольше, чем от батареи 9 В.

Грубая оценка уровня заряда батареи (9 В щелочной) с аналоговым считыванием
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v