¿Cómo medir la vida útil / capacidad de la batería alcalina en la práctica del circuito LED?

Tengo una luz LED que usa tres baterías ALCALINAS de 1.5V en serie. Sin embargo, la capacidad de la batería no está marcando. Cuando pongo un multímetro en serie con estas tres baterías y enciendo el LED, la corriente es de 76mA. También medí el voltaje entre los LED y es de 2.77V.

Si asumo que la capacidad de las baterías es de 2200 mAh (lo encontré en WIKI, decía que para las baterías alcalinas, la capacidad por debajo de 50 mA de drenaje constante es de 1800 ~ 2600 mAh).

Mi pregunta es, ¿cuál es la vida útil de esta luz LED? ¿Puedo calcular esto a partir de 2200 mAh/76 mA = 28,94 h? ¿O también se ve afectado por el voltaje de trabajo del LED? La otra parte del circuito LED es solo un sensor PIR, creo que no consumirá mucha corriente.

¿Medió el voltaje entre los LED o entre cada LED?
@ S.Ramjit 6 LED conectados en paralelo, medí el voltaje entre ellos.

Respuestas (2)

El voltaje de una batería alcalina AA comienza en 1,5 y cae a un corte de 0,8 V. Esto hace que la alcalina sea una mala elección para alimentar un LED. Quiere una curva de descarga más plana. Li-ion es una opción mucho mejor. Puede alimentar fácilmente estos LED con una sola batería 18650.

La vida útil está determinada por la tasa de descarga. A 25 mA, espere 3000 mAH. A 100 mA, espere 2500 mAH. Consulte las especificaciones de ENERGIZER E91. El punto medio sería 2750 mAH.

Tres alcalinas AA en serie tendrán una curva de descarga de 4.5v a 2.6v. Un valor mejor sería 11Ω, lo que le daría 75 mA en el punto medio de 3,6 V entre los 4,5 V nuevos y los 2,77 V descargados.

Cada uno de estos LED debe/debería tener una resistencia limitadora de corriente. Midió 76 mA, que solo es válido para el voltaje de la batería en ese instante. El voltaje está disminuyendo continuamente al igual que la corriente.

Primero debe especificar la corriente requerida para el brillo deseado. El uso de una calculadora en línea para obtener el valor de la resistencia óptima. Me gusta la calculadora de resistencias de la serie LED Hobby Hour

A 75 mA, cada LED usa 12,5 mA.

Un ion de litio 18650 de 3,6 V se descargará a 3,2 V, una curva mucho más plana. A 4,5 V, un LED con un Vf de 2,77 usaría una resistencia de 140 Ω para 12,5 mA. Para 12,5 mA con un mínimo de 2,77 V, la resistencia óptima sería de 10 Ω. La resistencia a usar se calcularía con el voltaje de punto medio de 3,6 V, que es 66 Ω. Pero el rango de brillo sería notable. Esto le dará un promedio de 45 mW por LED o 270 mw para los 6 LED. Con una capacidad de batería de ≈2750 mAH, tendría una vida útil de 36,66 horas con una eficiencia promedio del 76 %.

Si necesita un brillo muy consistente, se requerirá un regulador de corriente constante. algo como un On-Semi NSI45060JD funcionaría bien. Para una mayor eficiencia, un regulador reductor de conmutación puede funcionar mejor. Una TI TPS63030DSKR es muy simple, con pocas piezas, pequeña y económica. Funcionaría muy bien ya que la eficiencia variaría entre el 90 % a 4,5 V y el 80 % a 2,4 V. Está diseñado especialmente para 2-3 pilas alcalinas de la serie AA o una sola NiMH o Li-ion.

Un regulador de conmutación produciría un 10% más de duración de la batería, o unas 40 horas.

El OP no pregunta sobre la elección de la batería o la selección de resistencias limitadoras. Ni nada sobre la consistencia del brillo del LED. El OP pregunta si la estimación de 2200/76 es correcta o no. Yo digo que es correcto, y cualquier intento de "mejor" estimación será un exceso de precisión para una información dada, y por lo tanto una pérdida de tiempo.
@AliChen no es una pérdida de tiempo. El OP necesita comprender que la medición de 76 mA solo era válida con el voltaje de la batería en ese instante. También parecía que el OP estaba conectando las baterías directamente a los LED sin ningún tipo de regulación. Eso también sería un diseño incorrecto y los cálculos de duración de la batería serían inconstantes. Mantengo mis cifras de 36 a 40 horas y digo que su cálculo se basa en datos erróneos y es por eso que está equivocado en aproximadamente un 35%. El diseño de LED es un trabajo de tiempo completo para mí.
Creo que entendiste mal la pregunta. El OP no está conectando nada, el OP tiene un cierto dispositivo listo para usar que ya UTILIZA tres baterías y un sensor PIR. Y por lo tanto muy probablemente algún cambio. Y tal vez un controlador de corriente constante. Y tal vez del tipo DC-DC. Y tal vez esté usando baterías de grado chatarra de "servicio pesado" de un proveedor sin nombre. Todas sus consideraciones condicionales están fuera de lugar, sin fundamento y basadas en muchas suposiciones, que pueden ser ciertas o no.

No importa cuál sea el voltaje de los LED, 2,77 V es adecuado para los LED modernos. Sin embargo, tres pilas alcalinas deberían entregar al menos 3,3 V a 4,5 V con esta carga modesta, por lo que debe haber algún otro circuito (o simplemente una resistencia) en serie con este grupo de LED. Sin embargo, nada de esto importa, los únicos 76 mA son importantes. Tu estimación es correcta, una batería de elementos con una capacidad de 2200 mAh (supongo que estos son elementos de tamaño AA) durará unas 28 horas a una tasa de carga de 76 mA.

EDITAR: puede ESTIMAR el tiempo de trabajo como 2200/76. Será una buena estimación aproximada. No puede mejorar mucho considerando la caída de voltaje del LED sobre la batería que se agota gradualmente, ya que el resultado exacto dependerá del tipo de controlador de LED (resistencia simple o convertidor DC-DC), la capacidad real de la batería bajo la corriente de carga especificada (y el fabricante), y la temperatura general de la batería y los LED. Entonces, cualquier estimación "mejor" será como máximo dudosa. Si quieres medir, solo mídelo con un cronómetro.

¿No caería el voltaje a medida que pasa el tiempo? Entonces, si el voltaje cae bajo la descarga, habrá un punto en el que no se alcance el voltaje directo de los LED y las baterías aún tendrán voltaje (ya que no se agotaron por completo). Entonces, ¿OP no necesitaría saber la capacidad mínima que da un cierto voltaje y luego decidir cuánta capacidad está realmente disponible?
@S.Ramjit, no puede hacer estimaciones más precisas ya que no conocemos el circuito del controlador. Podría ser un convertidor reductor, ya medida que cae el voltaje de la batería, la corriente AUMENTARÁ. Y tampoco conoces la capacidad real de tus baterías, ni la temperatura de funcionamiento. Entonces, la estimación simple es lo mejor que puede hacer.
No trato de ser condescendiente y no estoy seguro de si esto es "secuestrar" la pregunta de OP, pero ¿cómo aumentará la corriente si cae el voltaje? Sin embargo, entiendo todo lo demás que has dicho.
@S.Ramjit, si la linterna (o lo que sea) usa un buen controlador LED de corriente constante (conmutador CC-CC), el controlador entregará energía constante a los LED. Cuando cae el voltaje de la batería, el controlador LED aumentará su corriente de entrada para mantener la potencia de salida constante. Conservación de energía en el trabajo.
Lo que dice sería cierto si una batería alcalina mantuviera 1,5 V durante su vida útil. Un alcalino tiene un corte de descarga de 0.8V. Es por eso que los LED necesitan 3 pilas AA. Incluso la eficiencia de un regulador de conmutación muy bueno variará un 10% sobre la curva de descarga completa.
@Misunderstood, ¿qué no sería cierto en mi respuesta o comentarios? no lo entendí
Ambos. Lo más probable es que se trate de una aplicación de resistencia y un regulador no mejoraría mucho la duración de la batería, un 10 % como máximo. A 75 mA, una alcalina AA tiene más de 2200 mAH.
¿Cómo medir la vida útil / capacidad de la batería alcalina en la práctica del circuito LED?
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