Consejos de diseño de hardware para dispositivos alimentados por batería

Estoy trabajando en un producto prototipo (sensor de movimiento wifi) que se alimentará de una fuente de batería, tiene un mega328 (cargador de arranque arduino, con modo de suspensión activado y despertar en interrupción, y WDT en caso de que cuelgue), un PIR sensor de movimiento y una placa de ruptura CC3000.

El ahorro de energía se realiza en el software, pero ¿qué tipo de batería debo usar? Inicialmente usé 2AA con el convertidor elevador LT1302-5, pero creo que no pudo suministrar suficiente corriente para el módulo CC3000, no pudo iniciar el escaneo SSID y el LED en la placa de conexión se atenuó un poco.

Ahora estoy pensando en usar 4AA y usar un regulador LDO de 5v.

¿Cómo lo hago?, qué otras opciones tengo, necesito 5V para operar el circuito. Nunca antes había diseñado un proyecto alimentado por batería. ¿Debería usar otro tipo de batería, LiPo quizás?

La corriente máxima de 150 mA se extrae cuando la comunicación está en curso, se extrae y 10 mA cuando está dormido. Déjeme saber si usted necesita más detalles.
Diagrama de circuito ingrese la descripción de la imagen aquíEl LT1302 IC está soldado exactamente como en su hoja de datos.
Código fuente
https://github.com/hemalchevli/Sketchbook/blob/master/PIR_LP/PIR_LP.ino

Así es como se ve

ingrese la descripción de la imagen aquí

Cualquier posibilidad de que pueda agregar su diagrama de circuito actual, podría haber algún problema menor con su circuito que está causando que consuma más corriente de lo que espera.
CC3000 puede consumir hasta 300 mA a veces, quizás al inicio. Yo diseñaría con un refuerzo más grande.
@ Mark Agregó el diagrama del circuito, @GustavoLitovsky No vi ese pico, tal vez mi multímetro no es lo suficientemente rápido, ¿puede sugerir el IC de refuerzo lager?
@HemalChevli: solo lo verá en un osciloscopio como una caída de voltaje si no tiene suficiente corriente para el dispositivo.
Solo un comentario general, que un AA es bueno para ~ 2500 mA/Hr, por lo que 2 de ellos serán buenos para 5000 mA/Hr. Si actualmente está consumiendo 10 mA en modo de suspensión, entonces tendrá aproximadamente 3 semanas de duración de la batería si todo lo que hace es dormir. Cualquier detección de movimiento y comunicaciones reales disminuirán esto, posiblemente sustancialmente. ¿Tiene algún requisito de duración de la batería?
@Dave - Energía de la celda (batería) ~+ Vbat x mAhbat. Dos tienen 2 x energía. Si sus resultados duplican la energía, entonces el método tiene una falla. || Las baterías en serie agregan voltaje pero tienen los mismos mAh. (SOLO EJEMPLO: 2 celdas de 1,5 V, 2500 mAh en serie = 3 V, 2500 mAh)|| Las baterías en paralelo suman mAh pero tienen el mismo voltaje. (SOLO EJEMPLO: 2 x 1,5 V, 2500 mAh en paralelo = 1,5 V, 5000 mAh).
@HemalChevli: sus especificaciones son incorrectas o su circuito es incorrecto. Usted dice que no vio un pico de corriente, pero dice que sí vio un LED "apagarse un poco". Para que un LED se atenúe de manera notable, se requiere una disminución sustancial a muy sustancial en la corriente del LED. Si puede ver que el LED se atenúa, entonces un osciloscopio a través de la resistencia de accionamiento del LED o lo que sea DEBE ver un cambio sustancial de voltaje. Trabaja desde allí.
@HemalChevli - "... soldado exactamente como en su hoja de datos ..." no funciona bien. Si, por ejemplo, el inductor no es adecuado, es posible que el inversor no proporcione suficiente corriente. La corriente máxima del inductor será al menos Iin = 3+ veces Iout y puede ser sustancialmente mayor que eso en algunos casos. Por lo tanto, necesita un inductor clasificado para, digamos, al menos 500 mA en funcionamiento (al menos sin saturación) e idealmente más, con una carga de 150 mA. Si el dispositivo de color verdoso en la parte posterior de la placa perforada en el inductor, probablemente esté lejos de ser adecuado.
@HemalChevli: publique un diagrama de circuito: la hoja de datos tiene demasiadas variaciones posibles para que solo cite la hoja de datos. Mostrar los valores de los componentes. ¿Cuál es la marca del inductor y el número de pieza? ¿Cuál es su clasificación actual de funcionamiento?

Respuestas (1)

Debe estar seguro de sus especificaciones de voltaje y corriente.
Dices 150 ma de carga máxima.

Si está configurado correctamente, el LT1302-5 satisfará fácilmente su necesidad indicada. Si no lo hace, hay algún problema con su circuito o su carga es mucho mayor de lo que indica. El selector paramétrico Digikey sugiere que hay versiones de salida de 150 mA y 600 mA, pero esto no parece estar respaldado por la hoja de datos.

El LT13o2-5 proporcionará hasta 600 mA a 5 V de salida. El siguiente gráfico (de la página 1 de la hoja de datos del LT1302) muestra que la eficiencia máxima con vIN = 2v se logra con Iload ~= 200 mA, por encima de su requisito establecido, y muestran resultados hasta Iout = 600 mA.

La corriente de la batería será ~+ Iout x Vout/Vin x 1/Z
donde Z = eficiencia del convertidor (0 <= Z <= 1).
Para decir 80% de eficiencia, 2V de entrada y 5V de salida y 150 mA de carga, yo batería
~= 150 mA x 5V/2V x 1/0.8 =~ 500 mA.
Eso está dentro de las capacidades de las pilas alcalinas AA o de las pilas NimH recargables.
Duración de la batería a 150 mA ~= Capacidad_de_la_batería / Corriente_de_la_batería x K
donde K es un factor de reducción de 0 a 1 que cae a medida que aumenta la carga y se usa la batería (debido al aumento de la resistencia interna).

ingrese la descripción de la imagen aquí

4 celdas AA proporcionarán 5 V solo durante una pequeña parte de la vida útil de una batería alcalina y nada con NimH.
5V/4 = 1.25V
Necesita al menos 1..25V/celda para regularlo a 5V. Alkaline y Nimh pueden considerarse 'muertos' a 1V.
Entonces, 5 celdas y un LDO (regulador de caída baja) serían un mínimo.
Valkaline_new ~= 1.65V, por lo que inicialmente 5 celdas le darían 1.65 x 5 = 8V +.

Sí, estaba muy seguro de que funcionará con LT1302-5 porque funciona perfectamente bien con el puerto USB que suministra un máximo de 500 mA, medí la corriente con mi multímetro analógico, estoy usando la placa de conexión CC3000 de adafruit, y ellos También dijo que consume alrededor de 130 mA cuando se comunica con el enrutador. El sensor PIR consume pocos miliamperios, por lo que estoy bastante seguro de la carga.
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