Cálculo de la demanda de energía

El título lo dice todo.

Actualmente estoy trabajando en un proyecto Arduino. El proyecto consiste en conectar de 3 a 6 escudos diferentes, que no es un "escudo de motor".

Son VR, lector de ondas cerebrales, GSM, GPS, pantalla TFT y una cámara.

¿Cuál es la forma correcta de calcular la energía necesaria para ser suministrada al proyecto total por baterías?

Lo que sé es que tengo que calcular la cantidad de corriente extraída de cada módulo en sus picos más altos. En consecuencia, elegiré la capacidad de la batería que puede funcionar la cantidad de tiempo que quiero.

¿Es esta la forma en que se hace? ¿O me estoy perdiendo algo? ¿Hay alguna otra preocupación que deba vigilar?

En cuanto al voltaje, no debería importar, ¿verdad? Los escudos están hechos específicamente para Arduino, por lo que si lo encendí en el rango recomendado de voltajes (7-12), debería estar bien, ¿verdad?

No desea suministrar los 7-12V, ya que pasa por un regulador lineal. Suministre 5V directamente en su lugar.
Probablemente desee corriente promedio no pico para estimar la duración de la batería. A menos que sepa cómo calcular eso para cada escudo, solo medir cuánto tiempo lleva aplanar una batería de una capacidad conocida y agregar un poco de margen es probablemente una forma decente de hacerlo.
Me refería al conector de alimentación en sí. Estaré alimentando (7-12)v al conector de alimentación directamente. Los escudos están montados en el arduino, tomarán la energía del pin (5v) o directamente antes del regulador como se especifica en su hoja de datos. Al final, tendré que alimentarlo a través del conector de alimentación.
@PeterJ Entonces, ¿es esto lo único de lo que tengo que preocuparme? ¿Algún otro relevante al conectar una batería? Con respecto a agregar el margen, ¿cuál es normalmente un buen porcentaje por el que tengo que multiplicar después de calcular la corriente promedio? ¿1.3 es lo suficientemente bueno?
También tenga en cuenta la clasificación C de la batería. Extraer más corriente de la que puede suministrar dañará el voltaje.
@IgnacioVazquez-Abrams Ese es un punto muy importante, gracias.
@AdelBibi, Ignacio también tiene razón al verificar la clasificación C, aunque para la mayoría de las baterías que pueden entregar una corriente razonable, puedo pensar que 1C está bien, así que a menos que esté buscando una hora o menos de tiempo de funcionamiento, debería estar bien. Pero lo mejor es volver a comprobar.
@PeterJ El único problema es con el módulo GSM. En el momento en que se envía/recibe un SMS, la corriente de extracción puede alcanzar los 1,5 amperios. Esto también es mucho menos que una batería de 2.2 C. Pero un muy buen punto de hecho, muchas gracias!
@AdelBibi, eso puede ser un problema menor de lo que piensa, los picos en un módulo GSM a menudo son solo un ms más o menos. Cuando agrega una tapa de depósito (que con suerte tiene su tablero), puede ignorarse en gran medida. Hice un diseño hace un tiempo usando el diseño de referencia del proveedor, y eso solo usaba un regulador de conmutación de 500 mA y, de memoria, algo así como un límite de 2200 uF.

Respuestas (1)

Actual

Sí, la forma correcta de calcular la corriente requerida es calcularla para cada módulo y sumarlos. Sin embargo, si está combinando módulos Arduino, una forma práctica es ensamblarlos, alimentarlos desde una fuente de energía relativamente alta y medir la corriente. El único peligro aquí es que sobrecargarás los reguladores de 5V o 3.3V del Arduino. Verificaría que el Arduino específico tenga protección contra sobrecorriente o cortocircuito.

En lugar de medir las 5 placas secundarias a la vez, puede diseñar programas de prueba para usarlas una a la vez. Realice mediciones, luego verifique que la ruta de suministro de energía sea adecuada antes de combinarlos todos.

Voltaje

No se espera que los reguladores de voltaje en un Arduino típico suministren mucha corriente. Consulte las hojas de datos de Arduino y/o del regulador. Como comentó Ignacio, puede ser recomendable prever un suministro externo de 5V regulado.

Definitivamente es recomendable. Empujar 7.4V en un regulador lineal de 5V significa que desperdicias aproximadamente 1/3 de tu batería.
En cuanto a la corriente, estoy usando un arduino mega. No pude encontrar nada relacionado con la (sobrecorriente), excepto la conexión USB. Donde dicen lo siguiente: "El Arduino Mega tiene un polifusible reiniciable que protege los puertos USB de su computadora de cortocircuitos y sobrecorriente". ¿Es esta la misma sobrecorriente máxima que puede manejar el conector de alimentación o (vin)? Permítanme aclarar esto, cuando dice que use un suministro de 5v regulado fuera de la placa, ¿quiere decir que uso un (por ejemplo) fuente de alimentación de 7.4v, conéctelo a un regulador (de alta corriente) y la salida conectada a (+ 5). Lo siento, soy nuevo en esto!
Al final, esto no resolverá el problema de la disipación de alta potencia, sino que solo garantizará que el mega sea seguro. ¿Lo entendí correctamente? Una última cosa, ¿qué pasa si van a operar a más de (+5v)?
@AdelBibi what if the are to operate higher than (+5v)?Por favor reformule la pregunta. Si te refieres a cuales son las alternativas para generar 5v puedes usar un regulador de conmutación como este (usa un LM2596) que tiene una alta eficiencia.
Lo siento, me perdí escribir eso. Quise decir, ¿qué pasa si los módulos operan a un voltaje más alto que +5v? Cuando conecto el regulador externo al pin (+5v), eso solo me proporcionará una fuente de 5v. ¿Qué pasa si uno de los módulos funciona a 7v? @alexan_e
@AdelBibi Entonces, ¿quiere decir si alimenta 5v a la entrada de 5V de arduino (salida de los reguladores integrados) y hay un escudo que espera encontrar una fuente de voltaje> 7v en el pin Vin (lado de entrada del regulador de 5v)? Supongo que, en ese caso, debe alimentar la placa con ese voltaje más alto o usar un suministro externo directamente al escudo (si es posible).
@alexan_e Eso es perfecto. Por lo tanto; Solo conectaré el regulador externo de 5 v conectado al pin (+5v) en arduino cuando esté seguro de que todos los demás módulos funcionan con 5v. De lo contrario; Tendré que conectar una fuente de alimentación que sea más alta alrededor de 7-12v a través del conector de alimentación. ¡Muchas gracias!
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