У меня есть небольшое 3-вольтовое устройство с микроконтроллером и 8 светодиодами, которое я сейчас питаю от двух батарей типа ААА, соединенных последовательно. Со свежими батареями я начинаю с 3,2-3,3 вольта и получаю очень хорошую яркость светодиодов, они почти ярче, чем должны быть. Однако через пару месяцев яркость значительно падает (светодиоды мигают всего час или около того каждый день).
У меня возникла идея добавить две дополнительные батареи AAA, всего четыре батареи и напряжение 6 вольт (6,4 вольта, начиная со новых батарей). Затем я бы использовал их с повышающе-понижающим преобразователем, настроенным на выходное напряжение 3 вольта. Однако есть две вещи, в которых я действительно не уверен:
Как мне рассчитать время автономной работы этой новой комбинации 6V/buck-boost? Я предполагаю, что устройство будет продолжать работать, даже если все четыре батареи выдают напряжение значительно ниже 3 вольт, но насколько оно может снизиться, чтобы по-прежнему питать устройство? Я предполагаю, что я никогда не смогу увеличить срок службы батареи более чем в два раза по сравнению с тем, что у меня есть сейчас, с моей текущей настройкой 3 В?
Я слишком много думаю об этом? Возможно, было бы лучше добавить две дополнительные батареи AAA параллельно. У кого-нибудь есть опыт?
Как отмечалось в комментариях, лучшим решением, вероятно, будет использование 2 АА последовательно, а не 2 ААА.
Начнем с известных. Ваш MCU, вероятно, потребляет незначительный ток, если только у вас нет всевозможных периферийных устройств, которые вам не нужны (таймеры, АЦП и т. д.), или он напрямую управляет светодиодами (что обычно является плохой идеей, если только они не тянут). большой ток от контактов ввода/вывода).
Использование щелочных батарей 2 серий дает вам напряжение ~ 3 В. Щелочные батареи представляют собой элементы на 1,5 В, но свежие почти всегда будут давать вам на десятую или около того больше напряжения, следовательно, ваша измеренная шина 3,3 В. Это не будет продолжаться так долго.
Указанные вами светодиоды рассчитаны на 3,2 В при 20 мА. Обратите внимание: вам не нужно пропускать 20 мА через эти резисторы, если вам не нужно, чтобы они были такими яркими. Это распространенная ошибка с простыми светодиодными конструкциями. Уменьшение тока до 10 мА на струну даст вам почти такую же яркость при удвоенном времени работы. Яркость светодиода обычно не имеет линейной зависимости от потребляемого тока.
С другой стороны, вы также можете пульсировать светодиодами от MCU. Включите их на 1 мс при полном токе и выключите на 2 или 3 мс. Вы можете поиграть с этим рабочим циклом ШИМ, чтобы увидеть, как долго вы можете оставить светодиоды выключенными, прежде чем вы действительно заметите снижение яркости. Импульсные светодиоды, подобные этому, будут экономить ток, поскольку они работают только часть времени, и они остаются немного холоднее, увеличивая срок их службы и эффективность.
Конечно, единственный способ ограничить ток без использования фактического драйвера тока — это использовать последовательные резисторы.
Вы используете последовательные резисторы? Вы не упомянули об этом, и еще одна распространенная ошибка в этих простых светодиодных схемах — это экономить и отказываться от них. Это почти всегда плохая идея, особенно если они управляются выводами микроконтроллера. Если вы используете резисторы, у вас будет еще меньшее падение напряжения на светодиодах, и его было едва достаточно для начала.
Установка еще 2 батарей серии AAA параллельно с исходными 2 теоретически удвоит емкость банка; однако это тоже не очень хорошая идея. Аккумуляторы не всегда хорошо играют параллельно, особенно недешевые алкалины. Параллельные батареи могут нормально работать с контроллерами заряда и рассеяния, но вы всегда будете подвергаться риску несбалансированных батарей, пытающихся постоянно разряжаться друг на друга.
Это не значит, что он не будет работать (я видел много продуктов, купленных в магазине), это просто плохой дизайн, и он не будет работать так, как вы предполагали.
Последовательное подключение 4 ААА удваивает напряжение источника. Использование линейного регулирования ни к чему не приведет, но с хорошим импульсным регулятором это может увеличить время работы. Тем не менее , это не так хорошо, как просто увеличить емкость батареи до 2 АА.
Одна вещь, которую вы можете сделать с шиной повышенного напряжения, — это установить очень дешевый стабилизатор LDO для снижения напряжения для источника питания MCU и запитать цепочки из 2 светодиодов с последовательным резистором непосредственно от шины 6,4 В. Чтобы управлять ими, вы можете подавать ток на контакты MCU (активный низкий уровень), а не получать его от контактов. Это уменьшит ваше текущее потребление вдвое и увеличит время работы; тем не менее, вы удвоили количество батарей - чистая прибыль равна нулю.
Опять же, если вы можете позволить себе добавить еще 2 батарейки ААА, вам следует с самого начала использовать только 2 батарейки АА.
Энди ака
Дэвид Хёгберг
Ботник
Ботник
аутист
Дэвид Хёгберг
Ложка
Ложка