पीआईसी सर्किट पर बैटरी जीवन की निगरानी


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मेरे पास PIC18F14F50 माइक्रोकंट्रोलर चिप का उपयोग करने वाला एक छोटा सर्किट है, जो एक i2c इंटरफ़ेस (जो तब मैं बाद में USB इंटरफ़ेस पर वापस पढ़ सकता हूं) पर बाहरी EEPROM चिप में डेटा लॉग कर रहा हूं। एक नमूना हर 15 मिनट में दर्ज किया जाता है और इसे समय पर सही ढंग से करने की आवश्यकता नहीं होती है।

अगर बैटरी बदली जा रही हो तो नमूने छूट जाते हैं या मिस-टाइम हो जाते हैं, तो यह ठीक है, लेकिन बैटरी खत्म होने और किसी के नोटिस किए जाने तक कई दिनों तक कोई डेटा दर्ज नहीं किया जाता है तो यह बहुत अच्छा नहीं है।

इसलिए मैं उपयोगकर्ता को चेतावनी देना चाहूंगा कि जब बैटरी उन्हें बदलने के लिए बहुत कम समय में हो। औसत वर्तमान 2mA से कम है और मैं 4.5 एवीएल देने के लिए श्रृंखला में 3 एए क्षारीय बैटरी से चल रहा हूं, इसलिए मैं उनसे काफी दिनों तक चलने की उम्मीद करूंगा।

लेकिन मैं सोच रहा हूं कि कैसे पता लगाया जाए कि बैटरी कम है? मुझे लगता है कि वोल्टेज कम हो जाएगा क्योंकि बैटरी जीवन के अंत में पहुंच जाएगी। मैं सोच रहा हूं कि इस PIC में 1.024v संदर्भ वोल्टेज है, इसलिए मैं आपूर्ति वोल्टेज को विभाजित कर सकता हूं और इसे एनालॉग इनपुट में फ़ीड कर सकता हूं और जब विभाजित वोल्टेज एक चेतावनी को ट्रिगर करता है।

लेकिन मैं यह जानने के लिए बैटरी के बारे में पर्याप्त नहीं जानता कि यह कितना अच्छा काम करेगा? और मुझे नहीं पता कि किस वोल्टेज को चुनना है जो यह दर्शाता है कि शायद 10-20% बैटरी जीवन बचा है। क्या वह भी काम करेगा? क्या एक बेहतर दृष्टिकोण है?

यह बिल्कुल सटीक होने की आवश्यकता नहीं है, मैं बस लोगों को बिना बैटरी खत्म करने के लिए बहुत समय में एक अच्छी चेतावनी देना चाहता हूं कि अभी भी उनमें जीवन शेष है।

जैसा कि मेरा वर्तमान उपयोग काफी स्थिर है, क्या एक साधारण टाइमर उचित होगा यदि मैं काम कर सकता हूं कि बैटरी औसतन कितने समय तक चलती है और फिर चेतावनी देने से पहले उस समय का 85% हिस्सा चुनूं? या बैटरी की लाइफ इससे ज्यादा बदलती है?

किसी भी विचार का स्वागत किया जाएगा।


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आपके PIC को कार्य करने के लिए किस वोल्टेज की आवश्यकता होती है?
कोर्तुक

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आप काफी समय क्या मानते हैं
कोर्तुक

यह कितना करंट खींचता है?

जवाबों:


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सबसे पहले, मुझे टाइमर सर्किट पर टिप्पणी करने दें। यह तब तक काम करेगा, जब तक आपकी बैटरियां सभी एक समान आयु की नहीं हो जाती हैं और उन्हें समान परिस्थितियों में रखा जाता है। 6 महीनों में जब आप अभी भी इसका उपयोग कर रहे हैं और आपकी बैटरी सभी 6 महीने पुरानी है, तो आपको टाइमर अपडेट करने की आवश्यकता होगी। कार्यात्मक समाधान, लेकिन सबसे अच्छा नहीं।

आप एक अवरोधक नेटवर्क के साथ अपने इनपुट के लिए वोल्टेज को विभाजित कर सकते हैं जिसमें एक उच्च वोल्टेज होता है जो आपके जीवनकाल को प्रभावित नहीं करता है (आप एक नेटवर्क का उपयोग कर सकते हैं जो लोड करता है, आप बस अपनी बैटरी को अधिक बार बदलते हैं)। एक कैच है, आपको एक बैटरी लोड करने की आवश्यकता है, जो उसके जीवन का सही मूल्य है। आप पाएंगे कि अधिक भरी हुई बैटरी एक लाइन की तरह डिस्चार्ज कर्व अधिक है। यह कभी भी एक पंक्ति नहीं होगी, अभी भी स्पष्ट चरण होंगे, लेकिन आप अपने जीवन से बचे हुए बैटरी वोल्टेज को सहसंबद्ध रूप से सहसंबद्ध कर सकते हैं।

यदि माप के दौरान आपका PIC चालू है, तो आपको संभवतः एक अच्छा माप प्राप्त होगा। अपनी बैटरी को मापने के लिए समय व्यतीत करें और अपने डिवाइस के मरने तक परिणामी वोल्टेज वक्र को देखें। यदि वक्र अपेक्षाकृत सपाट रहता है, और फिर अचानक गिरता है और आपकी बैटरी मर जाती है तो आप बैटरी माप के दौरान वर्तमान आकर्षित बढ़ाने के लिए एक ट्रांजिस्टर और लोड रोकनेवाला का उपयोग करना चाहेंगे। बैटरी विश्वविद्यालय में बैटरी पर बड़ी मात्रा में जानकारी है। अक्सर माइक्रोकंट्रोलर एक वक्र को प्राप्त करने के लिए पर्याप्त वर्तमान खींचने में विफल होते हैं जो पूरे तरीके से ढल जाता है (मैंने इस समस्या को अल्ट्रा कम पावर यूसी जैसे एमएसपी 430 के साथ देखा है)। आप शायद सिर्फ अपने PIC चलाने के साथ ठीक हो जाएगा।

एए बैटरी रसायन विज्ञान में अनुसंधान ने कुछ परिणाम दिए हैं। ऐसा लगता है कि वे कम धाराओं (<500 mA) के साथ सुंदर फ्लैट निर्वहन घटता दिखाते हैं। इसका मतलब यह होगा कि आप संभवतः एक अवरोधक डिस्चार्ज सर्किट को ट्रांजिस्टर के साथ युग्मित करना चाहेंगे ताकि वोल्टेज माप अधिक मूल्यवान हो सके।

यदि यह पर्याप्त स्पष्ट नहीं था तो कृपया मुझे क्षमा करें। यदि आप टिप्पणी और सवाल या सुझाव देते हैं तो मैं इसे अपडेट करूंगा।


AA के लिए विशिष्ट अतिरिक्त जानकारी जोड़ी गई है।
कोर्तुक

यदि आप केवल विशेष रूप से विफलता शुरू करने में रुचि रखते हैं, तो आप अंत में वोल्टेज में उस अंतिम निर्वहन परिवर्तन के लिए देख सकते हैं और जिस क्षण यह एक चेतावनी का उपयोग करना शुरू करता है।
कोर्तुक

इसके लिए और अन्य उत्तर के लिए धन्यवाद, यह मुझे :) के बारे में पढ़ने के लिए पर्याप्त दिया गया है
जॉन बर्टन

यदि आप बैटरी को बदलने के लिए समय में त्रुटि को स्वीकार करने के लिए तैयार हैं, तो आपको कुछ महीनों के लिए नई बैटरी के लिए टाइमर का उपयोग करने में सक्षम होना चाहिए।
कोरटुक

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हां, बैटरी वोल्टेज गिर जाएगा, लेकिन ड्रॉप छोटा है, आधा वोल्ट कहें:

वैकल्पिक शब्द

यदि आप ADC रेंज में इसे प्राप्त करने के लिए वोल्टेज डिवाइडर का उपयोग करते हैं, तो आप रेंज को भी विभाजित कर रहे हैं। मुझे लगता है कि यह अभी भी सीधे एडीसी के साथ औसत दर्जे का है। 5 वी / (2 ^ 10) = 0.005 वी, b 3 एलएसबी ऑफसेट और त्रुटियों को प्राप्त करने के साथ, इसलिए पूर्ण और खाली के बीच अभी भी कई माप स्तर हैं?

बैटरी चार्जिंग और सही तरीके से डिस्चार्जिंग को मापने के लिए, लोग इस बात का लॉग रखते हैं कि करंट-सेंसिंग रेसिस्टर के साथ कितना करंट खींचा जा रहा है, और तय करें कि बैटरी एक निश्चित मात्रा में चार्ज होने के बाद कम है। यदि आपका वर्तमान ड्रा अपेक्षाकृत स्थिर है, तो हाँ, आप एक ही काम करने के लिए एक टाइमर का उपयोग कर सकते हैं। इसे कुछ बार चलाएं, बैटरी को मृत मानने तक समय की मात्रा को मापें, और फिर भविष्य में एक टाइमर का उपयोग करके अनुमान लगाएं कि यह कब मरने वाला है। आप हर बार ताजा बैटरी का उपयोग कर रहे हैं?


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चार्ज मॉनिटरिंग आईसी का उपयोग वास्तव में केवल तभी आवश्यक होता है जब सिस्टम का उपयोग किया जाता है जिसमें बहुत बड़ी क्षमताओं के साथ रिचार्ज और डिस्चार्ज होता है। मैंने 10 बिट एडीसी के साथ वोल्टेज निगरानी पद्धति का उपयोग किया है और इसने बहुत अच्छा काम किया है। सिस्टम का महत्वपूर्ण हिस्सा बैटरी लोड कर रहा है।
कोर्तुक

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टाइमर विधि एक अच्छा दीर्घकालिक समाधान नहीं है, बैटरी की उम्र और तापमान की स्थिति चार्ज को बहुत प्रभावित करती है। हमने हाल ही में एक अमेरिकी आपूर्तिकर्ता से 2k बैटरी खरीदी थी और उन्होंने चीनी आपूर्तिकर्ता से एक साल पहले स्पष्ट रूप से खरीदा था, क्योंकि उन्होंने हमारे 3 साल के तापमान नियंत्रित बल्लेबाजों की तुलना में काफी खराब काम किया था, और न ही नई बैटरी की तुलना में।
कोर्तुक

वह चित्र 100mA डिस्चार्ज पर है, यदि आप निर्वहन बढ़ाते हैं, तो वोल्टेज अधिक रैखिक वक्र का अनुसरण करता है। आप पहले अंतिम ड्रॉप भी देखते हैं और अधिसूचना को चालू कर सकते हैं और जीवन का विस्तार करने के लिए बैटरी का परीक्षण बंद कर सकते हैं।
कोर्तुक

@ इंडोलिथ - उस छवि पर आपका स्रोत क्या है? एनर्जाइज़र का क्षारीय अनुप्रयोग: data.energizer.com/PDFs/alkaline_appman.pdf में एक समान वक्र होता है (उनका समय चार्ज बनाम वोल्टेज के बजाय वोल्टेज होता है, अंजीर 12 पेज 10 देखें), लेकिन ड्रॉप बहुत अधिक क्रमिक है। खासकर अगर डिवाइस एक रैखिक नियामक द्वारा संचालित होता है, तो वोल्टेज में गिरावट डिवाइस को बहुत अधिक प्रभावित नहीं करेगी।
केविन वर्मर

"अधिक क्रमिक" से आपका क्या तात्पर्य है? उनका ग्राफ मुझे कुछ ज्यादा ही चुभता है।
एंडोलिथ

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मुझे लगता है कि सिस्टम की निगरानी करने का एकमात्र ठोस तरीका यह है कि एक तरह की वॉचडॉग जैसी व्यवस्था है: कुछ अन्य, अलग से संचालित , सिस्टम समय-समय पर इसकी जांच करें (या सिग्नल की प्रतीक्षा करें) और यदि यह प्रतिक्रिया नहीं दे रहा है, तो अलर्ट।

आप बैटरी के बदले जांचने के लिए उस अलग सिस्टम का भी उपयोग कर सकते हैं। यह मुख्य बैटरी के मृत होने से ग्रस्त नहीं होगा जो मुख्य बैटरी को चलाने वाले किसी भी निगरानी प्रणाली को मार देगा। यदि आप एक बैटरी मॉनिटर की व्यवस्था कर सकते हैं जो एक सिक्का सेल की तरह एक छोटी बैटरी पर चलेगा और गारंटी देगा कि यह मुख्य बैटरी को समाप्त कर देगा, जो काम करना चाहिए।

यदि आप दूसरा पावर स्रोत नहीं चाहते हैं या नहीं रख सकते हैं, तो अन्य टिप्पणियों में स्वयं की निगरानी के लिए बहुत अच्छे सुझाव हैं।


यह निश्चित रूप से सबसे मजबूत तरीका है। दूसरी प्रणाली को मुश्किल से काम करना पड़ता है: बस देखे गए सिस्टम पर एक उच्च पिन सेट करें, चौकीदार पर एक रुकावट सेट करें, और पर्याप्त नींद मोड में जाएं। फिर, जब यह बदलता है, हर 5..10..30..60 मिनट आदि पर बीप करना शुरू कर दें (या जो भी संकेत हो)
केविन

यह वास्तव में मेरे लिए काम नहीं करेगा, यह मुझे सूचित करेगा कि बैटरी को समय से पहले बदलने में बहुत देर हो चुकी है, इससे पहले नहीं।
जॉन बर्टन

तो आपको शायद बैटरी की निगरानी करनी होगी।
XTL

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आप एक ऑप amp के साथ बहुत अधिक सटीक वोल्टेज संदर्भ प्राप्त कर सकते हैं (एक सक्षम पिन के साथ एक का उपयोग करें, ताकि यह आसानी से बंद हो सके), और बस अपने सर्किट को उस वोल्टेज रेंज में ट्यून करें जिसे आप मापना चाहते हैं: 0V पर 0.8V, और 1.1 वी पर 3.3 वी। यदि यह संतृप्त है, तो आप जानते हैं कि आपके पास बहुत अधिक शुल्क है, और आपको मॉनिटर, बस अलार्म की आवश्यकता नहीं है।

इसके अलावा, सुनिश्चित करें कि आप कई बार मापते हैं (या एक वर्तमान अर्थ अवरोधक का उपयोग करते हैं), यह मानने के बजाय कि वोल्टेज में गिरावट एक मरने वाली बैटरी के कारण होती है। ऐसा नहीं है - बैटरी वोल्टेज डिस्चार्ज करंट और शेष चार्ज दोनों पर निर्भर है। एक वर्तमान स्पाइक वोल्टेज में बड़ी गिरावट का कारण बन सकता है, लेकिन इसे हटाए जाने पर बैटरी ठीक हो जाएगी। एनर्जाइज़र के क्षारीय डेटाशीट के चित्र 9 देखें


अंत में मैंने कुछ अलग काम किया। मैंने सॉफ्टवेयर को ठीक से नमूने के बीच स्लीप मोड में माइक्रोकंट्रोलर डालने के लिए फिर से शुरू किया, जिसने औसत बिजली की खपत को बेहद कम कर दिया है। जिन बैटरियों का मैंने उपयोग किया है उनमें अभी भी लगभग 2 महीनों के बाद उनके मूल के 90% से अधिक का मापा वोल्टेज है। मैंने कम बैटरी का संकेत देने के लिए लगभग 80% का स्तर निर्धारित किया है। मुझे लगता है कि उनके पास अभी भी 50% या इतना ही बचा होगा, लेकिन इससे मुझे उन्हें बदलने में काफी समय मिलेगा
जॉन बर्टन

ओह! मुझे नहीं पता था कि आप पहले से ही ऐसा नहीं कर रहे थे - और हां, स्लीप मोड बहुत अच्छी बात है।
केविन वर्मर

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यदि आपके सामान्य लोड (डिवाइस) द्वारा लोड किए जाने के बाद संभव हो तो AA AA क्षारीय बैटरी के वोल्टेज को मापें और लोड लोड करंट को रोक दें, जब यह 0.9 AA प्रति AA बैटरी से नीचे गिर जाए तो आपकी बैटरी खत्म हो जाती हैं। मैं ऐसा करता हूं, मेरे द्वारा डिजाइन किए गए कई उत्पाद हैं और यह सही काम करता है। सामान्य क्षारीय बैटरी एक लोड हटा दिए जाने के बाद ठीक हो जाएगी लेकिन लोड वर्तमान के आधार पर समय लगता है। कभी-कभी यह तापमान या भार वर्तमान के आधार पर मिनट या घंटे भी हो सकता है। एक छोटे से करंट के साथ स्थिर उपयोग के दौरान इसे मापना आपको अपने करंट के आधार पर एक उच्च वोल्टेज लेना होगा लेकिन आम तौर पर 1.2V केवल 5mA का उपयोग करने वाले डिवाइस के लिए ठीक है।

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