Hallo!
Ich suche eine Möglichkeit eine Logikschaltung möglichst lange mit Strom
zu versorgen :)
Das ganze sollte möglichst flach und auch günstig sein. Moment
experimentiere ich mit 7 Knopfzellen parallel geschaltet. Ich nutze da
CR2025 Knopfzellen mit je 170mAh. Rechnerisch ist das alles Top. Meine
komplette Batterieeinheit darf nicht höher sein als 3mm, welches auch
gut hinhaut.
Das Problem ist jedoch das diese Batterien in Wirklichkeit nur ein paar
Tage halten. Ich vermute das aufgrund den Querströmen sich die Batterien
alle mehr oder weniger entladen.
Daher nun, endlich, meine Frage. Ist es möglich alle Batterien in Serie
zu schalten und dann einen Stepdown Wandler auf 3V (oder 2,8v) zu
nutzen? Die LDO Regler wandeln den Strom ja alle in Wärme um, daher ist
das keine gute Lösung.
Mein Stromverbrauch liegt bei 10mA im Aktiven und weniger als 1mA im
Ruhemodus. Das Ziel ist die Schaltung ein knappes Jahr am leben zu
halten.
Naja so eine CR2025 hat ca. 170mAh. Wenn man nun von 1mA Ruhestrom
ausgeht, macht das aufs Jahr knapp 8700mAh. Du brauchst also im
idealsten Fall dann ca. 50 Batterien :)
Oder anders gerechnet:
Mit 7 Batterien hast du maximal 7*170mAh = 1190mAh. Bei 1mA Ruhestrom
kommst du also nur auf knapp 2 Monate.
Nun musst du nur noch verraten, wie dein Verhältnis zwischen Leerlauf
und Vollast im Tagesmittel aussieht. Z.B. 1 Stunde Vollast, 23 Std.
Standby....
oder 23 Stunden Vollast und 1 Std. Standby... oder...? Dann könne wir
deinen 3-Satz gemeinsam zu Ende rechnen. ;-)
Versuchs mit einer Fotobatterie, ich mein die flachen Dinger wie z.B. in
den Sofortbildkassetten drin sind. Die Batterien müßte es einzeln zu
kaufen geben.
Ich schlage vor, bevor du mit Reihenschaltung plus Step-Down-Converter
experimentierst, teste deine Konstrukt mit einer einzelnen Zelle. In den
2 Monaten die die Schaltung mit einer Zelle laufen muß, optimiere das
Design wo du nur kannst in Punkt Stromverbrauch.
Wie Jan es schon vorgerechnet hat, benötigst du bei 1 mA über 50 Zellen
im Jahr. Finde heraus wie weit du tatsächlich unter 1 mA liegst. Allen
Anschein nach vebrauchst Du einfach zuviel Strom, als daß du es mit der
Kapazität von 7 Zellen oder sonst wie mit den 3 mm Bauhöhe decken
könntest, egal ob mit Reihenschaltung und Schaltregler oder anderen
Zelltypen.
Durch Reihenschaltung gewinnst Du nichts. Eher wirst Du die Verluste
erhöhen, weil Du dann einen Spannungswandler hunzufügen musst.
Spannungswandler verbrauchen selbst Strom und haben typischerweise 20%
(oder mehr) Verluste.
Du kannst Batterien mit gleichem Füllgrad problemlos parallel schalten.
Da fließen keine Querströme - jedenfalls nicht lange.
Bevor es mit dem lustigen Ratschlag-Weitwerfen ausufert:
A) Wie lange hält EINE Zelle?
B) Wie lange halten 2 Zellen parallel?
Wenn B < 2 * A, vergiss das Parallelschalten.
C) Wofür braucht "ein bisschen Logik" 10 mA?
Schon mal was von CMOS gehört? Gibt es
allerdings noch keine 50 Jahre...
Ansonsten (Atmel-Beispiel):
Bei 8 MHz braucht ein Tiny24 2,5 mA, ein Mega8 6 mA
Bei 1 MHz sind es 0,4 mA / 1,7 mA.
Im Sleep-Mode kann man die auf einige µA drücken.
Haben die zu wenig Logik?
Patrick schrieb:> Das Problem ist jedoch das diese Batterien in Wirklichkeit nur ein paar> Tage halten. Ich vermute das aufgrund den Querströmen sich die Batterien> alle mehr oder weniger entladen.
Unsinn. Natürlich kann und wird es Querströme bei unterschiedlichem
Ladezustand geben. Wenn aber alle Zellen neu sind, wird das nach kurzer
Zeit erledigt sein. Und immerhin wird die dabei ausgetauschte Energie
nicht vollständig in nutzlose Wärme umgewandelt, sondern ein kleiner
Teil landet in den weniger entladenen Zellen.
> Daher nun, endlich, meine Frage. Ist es möglich alle Batterien in Serie> zu schalten und dann einen Stepdown Wandler auf 3V (oder 2,8v) zu> nutzen?
Natürlich. Es ist allerdings zumindest zu bezweifeln, daß das letztlich
die energieeffizientere Lösung sein wird. Das hängt im starken Maße vom
Profil der Energieentnahme ab.
> Mein Stromverbrauch liegt bei 10mA im Aktiven und weniger als 1mA im> Ruhemodus. Das Ziel ist die Schaltung ein knappes Jahr am leben zu> halten.
1mA im Ruhemodus spricht für ein ruchlos schlechtes Design. Da würde ich
als Allerererstes heftig nachbessern. Damit löst sich das Energieproblem
vermutlich von ganz alleine. Parallelschaltung hin, Reihenschaltung her:
beides am Ende vielleicht völlig unnötig.
Erwin schrieb:> A) Wie lange hält EINE Zelle?> B) Wie lange halten 2 Zellen parallel?>> Wenn B < 2 * A, vergiss das Parallelschalten.
Bin mir deiner Aussage nicht ganz einverstanden ...
B > 2*A wird nie auftreten (woher soll auch die zusätzliche Energie
kommen?).
B = 2*A ist wohl das Ziel aber eben nur der Idealfall.
B < 2*A wird wohl am ehesten der Realität entsprechen.
Solange die Querströme aber gering sind und nur am Anfang kurz
auftreten, dann kann man das durchaus hinnehmen (man verliert dadurch
nicht so viel).
Dies sollte dann der Fall sein, wenn die Zellen sehr ähnlich sind (also
z.B. neu und vom gleichen Hersteller).
Prallelschalten an sich sollte somit also kein Problem darstellen.
@ Patrick:
Ich glaube auch, dass das meiste Potential noch in der optimierung
deiner Schaltung liegt.
Poste doch einmal genauer was du vor hast (Schaltplan, Layout,
Beschreibung); in diesem Forum kann man dir sicher Tipps geben wie man
den Energieverbrauch noch minimieren kann.
Liebe Grüße,
Lui
Erwin schrieb:> A) Wie lange hält EINE Zelle?
Die Frage hatte ich auch. Das mit der Antwort könnte aber etwas länger
dauern. :-P
Sie muß mindestens 2 Monatte halten oder er muß seinen Schaltplan oder
Batteriekonzept komplett überarbeiten. Da die Parallelschaltung aber
nach ein paar Tagen erschöpft ist, ist es eher unwahrscheinlich daß eine
Zelle lange hält.
