Gestió d'energia per CR2032: 4 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Fer una aplicació amb poca energia necessita alguns complements especials i cura de les línies de codi. Alguns components donen aquesta característica, d’altres s’han de treballar en poc temps. la idea principal quan treballem en aplicacions d’energia molt baixa és el tipus de bateria. l'elecció d'aquesta depèn de:

- La mida de l'aplicació (part mecànica)

- La quantitat d'energia necessària (paràmetre en mAh)

- Temperatura de la zona (la temperatura influeix en alguns tipus de bateries)

- El consum d'energia (energia consumida pel dispositiu)

capacitat de potència (en demanda actual, quanta bateria pot donar en Amper)

- àrea de tensió del treball del component (tensió necessària per activar el component electrònic).

Entre tots aquests caràcters ja esmentats El més important que s’ha de tenir en compte és el voltatge de tots els components. Per tant, quan baixa l’energia i baixa la energia de la bateria, hem d’estar segurs que tots els components funcionen i responen.

per exemple, si fem servir la bateria CR2032. la capacitat de la bateria és de 230 mAh i la tensió és de 3 V i se suposa que està en estat baix i s’ha de canviar quan la tensió baixa a 2 volts. després fem servir NRF24L01 +, ATMEGA328P i DHT11 per fer una unitat de temperatura sense fils. El procés pot funcionar normalment amb NRF2401 + i atmega328p (amb freqüència de 4 MHz) perquè pot funcionar des de 1,9 voltatge. però per DHT11. si la bateria baixa de 3 volts, el sensor no serà estable i obtindrem dades equivocades.

en aquest instructiu ANEM A PROPOSAR UN REGULADOR ENERGÈTIC MOLT BAIX per a la bateria CR2032 que pot gestionar la sortida a 3 volts, ja que l'entrada és de 0,9 volt. anem a utilitzar

Pas 1: IC principal

Utilitzarem TPS6122x de Texas Instrument. proporciona una solució d’alimentació regulada per a productes alimentats per una bateria alcalina d’una sola cel·la, de dues cel·les o de tres cel·les, NiCd o NiMH, o una bateria de ions de ions o de polímer Li d’una sola cel·la. funciona amb una tensió d'entrada de 0,7 a 5,5 v i proporciona una tensió de sortida estable. existeix 3 versions:

- TPS61220: versió ajustable, podeu fixar el voltatge de sortida d’1,8 V a 6 V

- TPS61221: sortida fixa de 3,3 V, que s’utilitza en aquesta instrucció.

- TPS61222: tensió fixa de 5,0V

té una bona eficiència amb un baix corrent en repòs: 0,5 μA. i baix consum de corrent en estat d’aturada: 0,5 μA.

és una bona opció per a una llarga vida útil i pot assegurar una estabilitat del voltatge.

Pas 2: esquematitzeu-lo i feu-lo viu

L'esquema existeix al full de dades oficial. cal tenir en compte alguns detalls. l’inductor L i els dos condensadors han de ser de bona qualitat. Quan fem PCB, hem de fer que el condensador i l’inductor s’acostin al xip. afegim el suport de la bateria i vam fer que l’entrada es tirés cap amunt mitjançant un valor de resistència elevat. de manera que podeu apagar la ic només tirant cap avall el pin d'habilitació i el gran valor de la resistència deixa que el corrent sigui molt baix.

Vaig dissenyar l’esquema amb l’àguila cad i vaig fer aquesta solució com a mòdul de proves i prototips. He afegit un suport de bateria CR2032 i he fet PINOUTS així:

- GND: terra

- HABILITAR: activar / desacativar el regulador

- Vout: la sortida regulada a 3,3V

- VBAT: sense bateria directament, podeu utilitzar una altra font com a entrada per a aquest mòdul (assegureu-vos que hi hagi bateria instal·lada)

Pas 3: Feu-lo viu

la icona principal que s’utilitza en aquest projecte és molt petita, de manera que no és fàcil fer-la a la placa de prova per a la prova, de manera que la idea és fer un pcb que gestioni tot l’esquema i afegim algunes funcions de pinout com habilitar, desactivar, accedir al entrada si volem utilitzar un altre tipus de bateria.

Comparteixo amb vosaltres l'esquema a EAGLE CAD Link

PINOUT:

GND: terreny comunitari

ACTIVA: el mòdul funciona directament si aquest pin no està connectat ni està connectat a un nivell alt, quan es tira cap avall el regulador deixa de funcionar i la sortida està connectada a l'entrada o a la bateria

VOUT: la tensió de sortida regulada

VBAT: es pot utilitzar com a entrada si voleu utilitzar una altra font, podeu llegir directament el voltatge de la bateria equipada

Pas 4: prova

Tauler acabat i realitzat per makerfabs, he realitzat un vídeo sobre com funciona