Estoy trabajando en un proyecto de red de sensores inalámbricos que consta de sensores basados en ATmega328 y MRF24J40MA. Se espera que el sensor permanezca dormido la mayor parte del tiempo, despertándose en intervalos regulares para recopilar datos del sensor y enviando datos recopilados esporádicamente a través de 802.15.4.
No estoy seguro de cómo alimentar los circuitos para una mayor duración de las baterías. Considero dos opciones:
Use LVD1117V33 para reducir la escala de 4 pilas AA a 3,3 V. Supongo que esto significa que el rango de voltaje operativo de las baterías es de 6V..3.3V.
Utilice NCP1402 para ampliar 2xAA o 1xAA a 3,3 V. Espero que la batería se agote casi al mínimo hasta que falle el circuito.
La segunda opción suena más prometedora, pero ¿no se me pasa por alto algo? ¿Hay alguna opción?
Su ATmega328 funciona hasta 1,8 V, el MRF hasta 2,4 V. Una solución muy sencilla sería utilizar dos pilas alcalinas (¡o una de LiSoCl2!) sin ninguna conversión. El MRF funcionará hasta 1,2 V por batería. No sé cuánto jugo queda en ese nivel, no pude encontrar un gráfico en unos minutos googleando.
Otra opción simple sería usar 3 baterías alcalinas y alimentar el MRF a través de un regulador lineal de 2.7 V que se enciende solo cuando es necesario (ya sea un P-fet con un regulador de 3 patas o un regulador que tiene un pin de apagado) . Si conecta en paralelo algunos pines de salida ATmega328, probablemente incluso pueda alimentar un regulador de 3 patas directamente. Un MCP1702-2.7 tiene una caída de 0,7 V (?), por lo que las baterías serían útiles hasta (2,7 + 0,7) / 3 = 1,13 V. Si quiere ser realmente inteligente: a 1,13 V por batería, puede dejar que el ATmega328 se alimente la batería directamente al MRF, sin pasar por el regulador.
El NCP1402 parece una opción decente para una batería AA, pero con dos baterías en serie, es posible que el voltaje de salida (3,3 V) aumente un poco por encima de los 3,3 V con cargas ligeras. La figura 4 no indica que se pueda usar un voltaje superior a 2,5 V para generar 3,3 V, mientras que la figura 58 implica que para corrientes de carga más grandes puede estar bien con un voltaje de entrada de 3 V.
La figura 57 también implica (debido a la curva del gráfico) que un poco menos de 3 V estará bien para una salida de 3,3 V sin carga.
Las sugerencias hasta ahora implican que tiene dos opciones:
1) Use un regulador lineal, disipando Vin-Vout como calor
2) Omita el regulador dejando caer el 100% de Vin no regulado a través del dispositivo
Una tercera opción sería utilizar un regulador de conmutación. Los convertidores elevadores producen un voltaje más alto en la salida que en la entrada y, por lo tanto, requieren una corriente más alta en la entrada que en la salida que ninguna de las baterías descritas anteriormente debería tener problemas para suministrar. No obtuve la hoja de datos para su componente específico, pero probablemente haya un modo de cambio equivalente (compatible con paquete y pin) que requiera pocos o ningún componente externo.
Dependiendo de la frecuencia de actualización de su sensor, una celda solar bastante pequeña (si la luz del sol está disponible para su dispositivo) podría alimentar el convertidor elevador y hacer funcionar el dispositivo de forma "gratuita" mientras simultáneamente carga un supercondensador para alimentar el sistema durante la noche hasta la mañana. . Dos supercapacitores en paralelo duplicarían aproximadamente su tiempo de ejecución sin energía de entrada. Sospecho que un par de supercondensadores podrían ejecutar su configuración durante muchos días entre aplicaciones de energía, pero también podría sustituir una celda recargable adecuada si desea garantizar la energía durante períodos más largos. El convertidor elevador hará flotar (lentamente) la celda hasta llenarla todo el día, siempre y cuando haya suficiente luz solar.
Estos no están especificados especialmente para su aplicación, pero para darle algunas ideas:
Estos son extremadamente pequeños: https://www.sparkfun.com/products/9962
Dado que no sumé sus requisitos de energía, es posible que esto sea demasiado pequeño para que sea paralelo y rentable para su propósito; en ese caso, seleccione uno un poco menos pequeño. :)
Sube/baja DIP8: https://www.sparkfun.com/products/317
1F, supercondensador de 2,5 V: https://www.sparkfun.com/products/10068
Dos en serie harían una copia de seguridad de 0.5F, 5V.
10F, supercondensador de 2,5 V: https://www.sparkfun.com/products/746
Linear también fabrica mil familias diferentes de chips de administración de energía. Muchos son SMPS en el fondo, pero vienen equipados con una variedad de características útiles como activación de salida, protección de polaridad inversa, detección de caída de voltaje/baja potencia, conmutación por error de batería redundante y/o fuente de alimentación de respaldo, balanceo de carga, carga y/o descarga de batería, protección contra sobrecorriente, etc, etc... Debería poder encontrar el chip perfecto muy rápidamente usando su búsqueda paramétrica.
nosotros2012