Akkulaufzeit für µC-System bestimmen

[Mario G. (mario)]

Hallo Gemeinde,
ich stehe gerade auf dem Schlauch:

Ich habe ein µC-System mit verschiedenen Zuständen und Verbräuchen:

Aktiv A = 50mW für 5 Sekunden, 3x am Tag

Aktiv B = 100mW für 20 Sekunden, 5x am Tag

Idle = 5mW für die restliche Zeit

Das System wird mit einem Akku von 500mWh betrieben. Ich komm irgendwie 
nicht drauf wie ich die Akkulaufzeit raus bekomme. Nur für einen Zustand 
(z.B. "Idle") ist es einfach:

500mWh / 5mW = 100h

Aber wir berechne ich das mit den verschiedenen Lastzuständen? Irgendwie 
muss man das Verhältnis der Aktiven und Idle-Anteile bilden, aber für 
den Tag oder Stunde? Wie gesagt, ich habe gerade ein Brett vorm Kopf...

Kennt sich da jemand aus?

[Jens P. (picler)]

Mario G. schrieb:
> Aktiv A = 50mW für 5 Sekunden, 3x am Tag
--> = 750 mWs
> Aktiv B = 100mW für 20 Sekunden, 5x am Tag
--> = 10000 mWs
> Idle = 5mW für die restliche Zeit
--> = 431425 mWs
--> Tagesbedarf = 442175 mWs

> Akku von 500mWh
--> 1800000 mWs

Laufzeit = 4,071 Tage

Ich habe hoffentlich richtig gerechnet und keinen Denkfehler drin...

[Dosenfutter (Gast)]

Schulaufgabe?

E = 50 mW * 5 s * 3 + 100 mW * 20 s * 5 + 5 mW * (86400 s - 5 s * 3 - 20 s * 5)

Schulaufgabe deshalb, weil man das in der Realität lieber misst statt 
nur zu rechnen.

[Bernd (Gast)]

Hallo,

eigentlich sieht man mit einem Blick, dass die Zustände A und B durch 
ihr kurzes und seltenes Auftreten trotz ihres höheren Verbrauchs 
vernachlässigt werden können. Entscheidend ist also nur der 
Standby-Verbrauch.

Benötigt deine Schaltung bei höherer Akkuspannung tatsächlich weniger 
Strom? Meist ist das Rechnen mit mA und mAh sinnvoller, wenn es nicht 
gerade um E-Mobilität geht.

Bernd

[Mario G. (mario)]

Danke für eure Hilfe, so ähnlich hatte ich mir das gedacht.

Die Werte sind fiktiv, in der Realität sind es wesentlich mehr Zustände. 
Die Schaltung wir von einem LiPo Akku versorgt. Der Energieverbrauch ist 
zur Vereinfachung auf 4V gemappt, man könnte auch mit mA und mAh 
rechnen.

Gruß
Mario

[Mario G. (mario)]

Dosenfutter schrieb:
> Schulaufgabe?
>

> E = 50 mW * 5 s * 3 + 100 mW * 20 s * 5 + 5 mW * (86400 s - 5 s * 3 - 20 
> s * 5)
>

> Schulaufgabe deshalb, weil man das in der Realität lieber misst statt
> nur zu rechnen.

Die Idee ist den Average der einzelnen Zustände zu messen und dann einen 
Excel-"Simulator" zu bauen in dem man beliebige Zustände durchspielen 
kann. Das muss nicht hochgenau sein, aber für die grobe Abschätzung 
sollte es reichen...

[Mario G. (mario)]

Bernd schrieb:
> Hallo,
>
> eigentlich sieht man mit einem Blick, dass die Zustände A und B durch
> ihr kurzes und seltenes Auftreten trotz ihres höheren Verbrauchs
> vernachlässigt werden können. Entscheidend ist also nur der
> Standby-Verbrauch.
>

Hallo Bernd, das ist korrekt in diesem Fall. In der Realität ist das 
Profil etwas komplexer. Aber du hast recht, meist ist der 
Standby-Verbrauch der entscheidende Punkt.

[Wolfgang (Gast)]

Mario G. schrieb:
> Aber du hast recht, meist ist der Standby-Verbrauch der entscheidende
> Punkt.

Solange der Duty-Cycle des Aktiv-Mode multipliziert mit dem Verhältnis 
der Stromaufnahme Aktiv-/Standbymode gegenüber 1 vernachlässigt werden 
kann, hast du Recht, sonst eben nicht.

[Wolfgang (Gast)]

Mario G. schrieb:
> Ich komm irgendwie nicht drauf wie ich die Akkulaufzeit raus bekomme.

Gehe es systematisch an. Die aus dem Akku pro Tag entnommene Ladung für 
jeden Mode ergibt sich aus dem Strome multipliziert mit der Zeit pro 
Tag. Die Gesamtentladung des Akku ist die Summe der Einzelentladungen 
(plus der Selbstentladung).

[Mario G. (mario)]

Wolfgang schrieb:
> Mario G. schrieb:
>> Ich komm irgendwie nicht drauf wie ich die Akkulaufzeit raus bekomme.
>
> Gehe es systematisch an. Die aus dem Akku pro Tag entnommene Ladung für
> jeden Mode ergibt sich aus dem Strome multipliziert mit der Zeit pro
> Tag. Die Gesamtentladung des Akku ist die Summe der Einzelentladungen
> (plus der Selbstentladung).

Alles klar, so mache ich das. Danke nochmal für die Gehirnstütze...

Gruß
Mario