Väikese võimsusega vahelduva seadme keskmise voolutarbe määramine: 4 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Sissejuhatus

Huvi pärast tahtsin teada, kui kaua võivad minu kaugtemperatuurianduri patareid kesta. Selleks kulub järjestikku kaks AA -elementi, kuid ampermeetri joonele asetamisest ja ekraani vaatamisest on vähe abi, sest voolu tarbitakse vaheldumisi. Iga paari minuti tagant lülitab seade mõneks sekundiks sisse oma 433 Mhz saatja ja naaseb seejärel vaiksesse olekusse ning hoiab aega järgmise saateni.

Mul oli vaja vahendeid, et koondada praegune üldine tarbimine tundide jooksul, et saada keskmine. Ma tegin seda, toites seadme superkondensaatorist ja arvutades efektiivse keskmise voolu kondensaatori pingelanguse järgi tundide jooksul.

Ilmselgelt ei saa see anda täiesti täpset tulemust, kuna kondensaatoril on mõningane sisemine leke ja ta kaotab laadimise iga kord, kui voltmeeter on ühendatud näidu saamiseks. Kuid saadud tulemused on piisavalt täpsed, et otsustada, kui kaua tavalised patareid vastu peavad.

Tarvikud

• Testitav seade (minu puhul kaugtemperatuuri andur)
• Voltmeeter (digitaalne multimeeter sobib ideaalselt)
• Superkondensaator (kasutasin 4 Farad 5.5V)
• Kell (näitamiseks, kui näidud võetakse)
• krok-klambri juhtmed.

Samm: kontrollige seadmeid

Veenduge, et superkondensaator laeb piisavalt.

Kasutades kahte AA -elementi (eeldusel, et need on täielikult laetud), ühendage need SuperCapiga, et tõsta see 3 -voldisele. Katkesta ühendus. Mõõtke SuperCapi pinget, et kontrollida, kas see ütleb 3 volti (või peaaegu) ning pange tähele pinget ja aega. Ühendage voltmeeter lahti. Oodake paar tundi. Mõõtke uuesti SuperCapi pinget, et kontrollida, kas see lekib tõsiselt. Loodetavasti pole see peaaegu muutunud. Minu 4 Farad SuperCapil oli kuu aja pärast ikka pool algpingest!

Muide, minu kogemus SuperCapsiga viitab sellele, et mida suurem on mahtuvus, seda kiiremini nad oma pinge ära lekitavad. Minu 100 Faradi kondensaator kaotab poole pingest vähem kui päevaga.

2. samm: tehke mõõtmisi

Ühendage sisselülitatud SuperCap testitava seadmega ja mõõtke algpinget, pidades meeles ka aega.

Jätke seade SuperCapist tööle ja kontrollige iga paari tunni tagant pinget. Kui pinge on näiteks 25 protsenti langenud (minu 3 -voldise seadme puhul poole ja ühe volti vahel), märkige pinge ja aeg uuesti.

Ärge arvake, et pikem töötamine on parem, sest kui pinge langeb liiga madalale, võib seade töö lõpetada.

Samm: tehke matemaatikat

Ideaalse (teoreetiliselt täiusliku) kondensaatori puhul väljendatakse koormuse kaudu tühjenemist näidatud SINISE valemiga.

Kus:

Vc = kondensaatori lõplik pinge Vs = esialgne kondensaatori pinge e = matemaatiline konstant ligikaudu 2,718t = aeg sekundites

Peame ainult arvutama R ülaltoodust. Siis teades efektiivset takistust ja keskmist toitepinget, saame keskmise voolutarbe. See pole lihtne, kui te pole arenenud matemaatik. Selle hõlbustamiseks korraldame selle valemi kõigepealt ümber vastavalt MUST-ja-valgele versioonile, kus R on teema.

(* tähendab korrutamist ja ln () tähendab sulgudes sisalduva loomulikku logaritmi.)

Matemaatikaga tegelemine on tüütu ja altid vigadele, nii et tegin rasketõstmiseks arvutustabeli.

Minu arvutustabelist näete, et kasutasin selle lähenemisviisi täpsuse kontrollimiseks kõigepealt tuntud koormustakistit. Minu halvimal juhul oli viga alla 10 protsendi. Mitte väga halb.

4. samm: laadige arvutustabel oma katsete jaoks alla

Saate oma arvutustabeli alla laadida ja oma väärtused oma eksperimentide läbiviimisel veergudesse panna.

Järeldus

See keskmise voolutarbimise määramise meetod on enamiku praktiliste eesmärkide jaoks piisav.

Nagu arvutustabelist näete, tundus, et minu kaugtemperatuuriandur tarbib umbes 85 mikro -amprit. Kui ma lihtsalt eeldan, et see on 100 mikro -amprit, tähendab see, et seadme 2000 mAh akud peaksid vastu pidama 20 000 tundi - paar aastat. Mida ma tahtsingi teada.