Beräkna PICs batteritid

[Rick81]

Jag försöker göra en teoretiskt beräkning på batteritiden på ett litet PIC projekt.

PIC16F88 drivs drivs av 2 st AA batterier från IKEA.

Första frågan är hur många mAh kan man räkna på dessa batterier eller andra ej uppladdningsbara batterier. Ingen tillverkare vill ange detta.

Sen kommer vi till beräkning och jag undrar om detta verkligen är rätt sätt att räkna.
I normalläge kommer PIC kommer vara i Sleepmode huvudelen av tiden men kommer ggr/s vakna och aktivera lite kringelektronik för att sedan gå ned i sleep mode.


Uppgifterna är tagna från databladet och ej uppmätta.

I sleepmode borde PIC dra:
Sleepmode: 0,5 uA
Watchdog (som väcker PIC): 4,6 uA

Varje 0,5246 s kommer PIC vakna och då borde strömmen bli:
8MHz: 1,3 mA i 323 us
Aktivering av övrig elektronik: Max 44 mA i 155 us

Om vi räknar A/s borde detta bli
0,5uA + 4,6uA + (1,3mA * 323us+ 44mA * 155us)*1/0,5246 = 18,9 uA/s

Om vi antar att AA batteri ha 1100 mAh (hade några gamla uppladdningsbara med detta mått på hemma) ger detta:
1100 mAh *3600 = 3960000 mAs = 3960 As

Batteritid = 3960 As/18,9 uA = 209523809 s = 58201 h = 2425 dygn = 6,6 år

Är detta en korrekt uträkning? Är det något jag missat?


Sen undrar jag vid vilken spänning man kan räkna ett AA batteri som låg batterispänning. Det perfekta hade varit vid ex 1,3 V är det 100 mAh kvar men den information lär man inte kunna få tag på...

[ElectricNooB]

Att mäta är att veta

[Icecap]

AA-ackumulatorer brukar ha runt 1,5Ah, med alkaliska batterier och låg ström kan du nog räkna med minst detta värde men kanske upp emot 2Ah eller mer. IKEA's batterier är dock inte världsbäst på Ah-innehåll men däremot är de mycket bra på Ah/kr. Räkna alltså därför med 2Ah som grundvärde, det kan mycket väl vara att du blir glatt överraskat.

Sedan ser din uträkning ut att vara ganska vettig, dock fattas det ett par faktorer:
* Batteriets självurladdning. En, i detta projekt, mycket betydande faktor.
* Övrig elektroniks förbrukning. Jag är ganska övertygad om att du inte enbart har en PIC och att allt blir helt strömlöst när den släcker ner, det kan dock vara så om du är bra på detta. 1µA som dras onödigt 24/7 kan kosta riktigt mycket energi i denna sammanhang och det kan vara så enkelt att det är en pull-up som är felplacerat eller liknande.

Batteriets spänning kontra energiinnehållet är något du måste mäta dig fram till då den varierar med cellen och batteritypen/tillverkaren - men du kan faktisk mäta den riktigt bra ändå! Om du mäter spänningen just när enbart PIC'en har "vaknat" och sedan slår på <vad som annars ska aktiveras> och sedan mäter spänningen igen (när evt. filter har satt sig) får du en skillnad i spänning som motsvarar det inre motstånd (Ri) i batteriet. Ju mindre soppa i batteriet, ju högre värde på Ri.

Denna mätning kräver förvisso att du inte har någon fet supercap som Ri-sänkare men det kan du nog förstå. Efter vad jag vet kommer Ri att öka "kraftigt" på slutet av batteriets drifttid, alltså inte en speciell linjär kurva.

[tecno]

Är det något jag missat?

Självurladdningen och temperatur beroendet.

[sodjan]

> Batteritid = 3960 As/18,9 uA = 209523809 s = 58201 h = 2425 dygn = 6,6 år

OK, så med lite tur så kanske det fungerar ett år eller så.
Planera batteribyte en gång per år.

Eller så byter du till en bättre batteriteknik, silveroxid eller liknande.

[AndLi]

Första frågan är hur många mAh kan man räkna på dessa batterier eller andra ej uppladdningsbara batterier. Ingen tillverkare vill ange detta.

Sen undrar jag vid vilken spänning man kan räkna ett AA batteri som låg batterispänning. Det perfekta hade varit vid ex 1,3 V är det 100 mAh kvar men den information lär man inte kunna få tag på...

Om du med ingen tillverkare menar IKEA så stämmer det säkert att de inte anger det, går du till lite seriösare batteritillverkare så står det i deras datablad för batterierna.

Du kan få tag på informationen om vad spänningen ligger på när det är 100mAh, samma datablad som anger total kapacitet. Tyvärr ofta ganska ointressant, det beror på väldigt många parametrar. Så även om du laddar ur ett batteri och mäter själv är det svårt att använda det till någon Lowbat funktion, byter du tillverkare är det ännu mer osannolikt att du får en bra funktion...

Här är tex sonys datablad för deras CR2032
http://www.sony.net/Products/MicroBatte ... cr2032.pdf

[xxargs]

"Första frågan är hur många mAh kan man räkna på dessa batterier eller andra ej uppladdningsbara batterier. Ingen tillverkare vill ange detta"

Då har du inte letat tillräckligt - är ganska säker på att både energizer och duracell har datablad på batteribeteenden vid olika lasttyper på sina AA och AAA-batterier
dock är det inget enkelt sammanhang på hur många Ah på dessa celler då det är i högsta grad lastberoende. tänk på att här pratar man sällan om 'Ah' utan om 'service life' i olika tillämpningar och du får räkna baklänges av deras diagram vad det kan motsvara i mAh. - det är egentligen servicel life du också är ute efter!

Om du anser att 1.3 Volt är 'tomt' batteri så kommer du inte att få ut så mycket Ah, i batteribranschen så är det närmast standard att slutspänningen är satt till 0.9 Volt/cell och du bör bygga grejorna för det. - för ett bygge driftsatt @ 2 celler så skall den klara en spänningsområde mellan 1.8 - 3.3 Volt vilket är ungefär området som två celler kommer att variera från när det är nyinsatt till det anses dags att byta. skall du köra lithium-1.5v batterier så måste marginalerna vara en smula högre när det gäller spänningstålighet när batterierna sätts in.

det som kan vara trubbligt när batterierna börja bli gamla är din strömpuls på 44 mA även om den är kort - där kan en kapacitans av lite större typ hjälpa till - dock är det också koll på att använda kap inte få läcka ström som tex. ellytare gärna gör i µA området utan du får titta på torra kapacitanser. Samtidigt med detta så minska möjligheten att mäta batteristatusen och du är närmare den riktiga döda ändan när det kommer till slutsatsen att batteriet är dålig och kanske inte ens kan starta en indikeringsdiod eller på annat sätt skvallra om det prekära läget.

med andra ord det är många avvägningar att göra.

[netrunner]

Man anger inte mAh för alkaliska batterier för att det varierar kraftigt med hur mycket ström man tar från dom. Tar man ut 1A så får man bara halva mAh på grund av kemiska förluster och kunder kommer att klaga. Många batterier är optimerade för 100mA för att kunna gå exakt 20timmar på en urladdning. Drar man ur mindre än så blir det ännu lite bättre. En väggklocka som drar väldigt lite kan gå i flera år.

Jag mätte upp alla billiga AA batterier inför ett liknande projekt. IKEA byter ofta tillverkare och jag hade IKEA-batterier från 3 olika fabriker i lager vid tillfället.

(min väckarklocka drar 1 par AAA batterier på 4 månader, sen slutar den att ge larm helt. Klart trist. Nu kör jag den på 2 x R20 och har inte bytt på 5år. Ett mer ekonomiskt alternativ hade varit 5 x 2 AA, med det tänkte jag inte på då)

Alkaliska batterier visade sig ha ett A-lag och ett B-lag. Alla i A-laget hade ca 2000-2100mAh och alla i B-laget hade 1200-1400mAh, vid 100mA urladdning. IKEA batterierna hamnade med 2 i A-laget och 1 B-laget beroende på fabrik.

0,8V är "helt slut" = 0% kvar.

Vad har du för lägsta spänning för drift? 1,6V? Eller kanske är det bättre med 3st AA?

Självurladdningen för alkaliska batterier är 60% kvar efter 7år.

[SeniorLemuren]

Batteritest