Domanda:
Batteria a bottone per Arduino / Microcontrollore
Rob
2012-07-17 08:48:06 UTC
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Scusa la mancanza di conoscenza dell'ingegneria elettrica ma ho un microcontrollore Arduino Uno che voglio alimentare con una batteria a bottone.

Il progetto avrà 6 luci LED che lampeggeranno per alcuni secondi ogni poche ore La mia domanda è: che tipo di batteria a bottone avrei bisogno per questo progetto? Inoltre, come lo collegherei ad arduino? Con qualcosa come questo?

Avrei bisogno di qualcosa come resistori / transistor?

Ecco un diagramma di quello che ho finora:

diagram of what I have so far.

(I resistori sono resistori da 1/4 watt da 200 ohm)

Cinque risposte:
stevenvh
2012-07-17 09:23:56 UTC
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Arduino Uno non è adatto a scappare da una cella a bottone.

  1. Uno non è esattamente a bassa potenza. Contiene 2 microcontrollori che funzionano ad alte frequenze di clock e consuma un paio di decine di mA

  2. Una cella a bottone ti darà 3 V, mentre Uno è progettato per funzionare a 5 V.

  3. La cosa più importante: una cella a bottone ha abbastanza energia per alimentare Arduino per un paio d'ore, ma può fornirla solo a piccole dosi, cioè pochi mA. Non funzionerà.

Poiché è possibile modificare il firmware di entrambi i microcontrollori, dovrebbe essere possibile mantenerli in modalità di sospensione micro power per la maggior parte del tempo. Devo controllare le schede tecniche se verranno a mancare la tensione delle celle a bottone inoltre, eventuali resistori pull up / down non devono essere guidati durante il sonno, altrimenti si spreca energia. E potrebbe essere necessario rimuovere il regolatore di tensione.
@ChrisStratton Sono d'accordo sul fatto che tali ottimizzazioni / rimozioni (così come l'FT232 e la disabilitazione dei registri UART) lo avvicinerebbero effettivamente all'esecuzione delle celle moneta. [Questo articolo] (http://www.gammon.com.au/power) discute diverse interessanti strategie di minimizzazione della potenza specifiche degli AVR.
@boardbite - A differenza dei precedenti modelli USB e di molte copie, un Arduino Uno non ha un FT232, ha due ATMEGA con firmware personalizzabile - il secondo della serie "u" gestisce l'attività seriale USB precedentemente eseguita dall'FT232.
@stevenvh: Poiché OP vuole che i LED lampeggino con un ciclo di lavoro molto basso (pochi secondi ogni poche ore), non potrebbe usare una cella a bottone e semplicemente caricare e scaricare un condensatore per fornire un impulso quando necessario?
@boardbite - forse, ma per 6 x 20 mA per 5 secondi (stima approssimativa) avrai bisogno di un condensatore da 2 F per avere una caduta massima di 300 mV. (Nota che hai solo 1 V sul resistore in serie all'inizio, quindi 300 mV è il 30%!) I supercap esistono con capacità> 1 F, ma allora stai spostando il problema: proprio come i supercondensatori a basso costo della batteria sono valutato a correnti di scarica molto basse.
@stevenvh: L'analisi ha perfettamente senso. È molto interessante, tuttavia, il fatto che i popolari moduli Bluetooth Low Energy, recentemente popolari, siano stati utilizzati per funzionare con celle a bottone; per esempio, [questa nota sull'app TI] (http://www.ti.com/lit/wp/swra349/swra349.pdf) lo fa con un condensatore da 100uF per i picchi di assorbimento. Ovviamente, quest'ultimo scenario riguarda un tempo di attivazione molto breve (pochi millisecondi) e anche un assorbimento di corrente inferiore (trasmissione ~ 25 mA) rispetto ai 6 LED X.
@boardbite - sì, OP dovrebbe fornirci cifre più precise per il suo caso d'uso. Quando lo farà, li darò un'occhiata e forse aggiornerò / correggerò la mia risposta.
@stevenvh: Dato che l'OP sembra essere MIA, ho appena iniziato una [domanda su questo argomento] (http://electronics.stackexchange.com/questions/43306/pulse-powering-heavy-loads-with-a-coin- cell), con un paio di scenari specifici.
nelsonda
2012-07-18 03:19:53 UTC
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Come ha sottolineato Stevenvh, Arduino Uno non è progettato per funzionare con una cella a moneta.

Esistono due opzioni (o almeno quello che posso vedere):

1) Utilizzare una batteria diversa da una cella a bottone. Mi viene in mente la batteria da 9 V di Adafruit.

2) Usa un microcontrollore a bassa potenza.

L'opzione n. 1 funzionerà senza ulteriore apprendimento ma ti costerà le batterie a lungo termine. L'opzione n. 2 comporterà uno sforzo maggiore sul lato anteriore (approvvigionamento e programmazione di microcontrollori nudi) ma si tradurrà in molte abilità utili e cumuli di frustrazione. Dipende da cosa vuoi ottenere da questo.

inof
2012-10-10 21:19:53 UTC
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Notare che le celle CR * (litio) possono erogare un massimo di circa 4 mA; fare riferimento alle specifiche del produttore. Se provi ad assorbire più energia, potrebbero iniziare a rilasciare gas ed esplodere come popcorn, quindi cerca di evitarlo.

Se devi assolutamente usare celle a moneta, un'alternativa sarebbero le celle di tipo LR *. Quelli sono alcalini (non al litio) e possono fornire una corrente elettrica più elevata. Tuttavia, hanno una capacità inferiore. Dubito che tu possa alimentare una scheda Arduino standard più diversi LED con celle a bottone per più di qualche ora.

Consiglio di guardare un altro microcontrollore. È più lavoro, ma potrebbe valere la pena costruire la tua scheda, ad es. con un ATtiny a una frequenza di clock molto inferiore (non sono necessari 16 MHz solo per far lampeggiare alcuni LED) e senza l'overhead del chip USB. Ciò ridurrà notevolmente il consumo di energia. Inoltre, dovresti usare LED "ultra luminosi" perché puoi pilotarli con solo 1 o 2 mA ottenendo la stessa luminosità di un normale LED a 20 mA.

I LED ad alta luminosità sono un'ottima idea. Tuttavia, AFAIK, le celle alcaline / LR non consentono maggiori assorbimenti di corrente elettrica. Ad esempio, [questa pagina Toshiba] (http://www.toshiba-denchi.jp/ebattery/eng/pb5/index.htm) elenca una specifica di corrente standard a partire da 0,12 mA
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
2012-07-17 09:21:38 UTC
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Esistono modi significativi per ridurre l'assorbimento di corrente nei LED .. Dedica più tempo alla ricerca di LED ad alta efficienza a basso costo in modo che invece di resistori da 20mA 1 / 4W puoi usare 2 o 3 mA con resistori da 1 / 8W e ottenere il stessa luminosità. Quali colori e quanti di ciascuno.

C tipico di CR2032 o 2 cm x 3,2 mm è 225 mAh

Fattore di utilizzo del computer (tempo di accensione / totale x corrente x qty. ) = corrente media dei LED.

es 3 sec / 3 ore x 20 mA x 6 LED = 3 / (3 * 3600) x 0,020 x 6 = 33 µA media Durata (ore) = C / A = 225 mAh / 33 uA ~ 6800 ore

Se desideri un tempo più lungo, puoi scegliere LED più efficienti e farli funzionare al 10% di corrente. Ad esempio 10.000 mcd invece di 1000 mcd o anche 100 mcd a seconda di ciò che hai ottenuto.

Ovviamente questo trascura il consumo di energia di Arduino per il quale la corrente non è dichiarata.

(Considererei LED blu e bianchi, a basso costo e luminosi a basse correnti, ma questo dipende da te)

Le celle a bottone al litio hanno una bassa capacità ma OK per applicazioni a bassa corrente.

copper.hat
2012-08-30 11:49:29 UTC
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Avevo un piccolo progetto su un Atmel ATtiny2313, ma immagino che si applicherebbero considerazioni simili. Il mio obiettivo era far lampeggiare 6 led (2 gialli, due bianchi e due rossi) per circa 4 ore. Li ho controllati (nel software) per ridurre l'assorbimento di corrente.

Ho usato 2xCR2016 (3v ciascuno) con un piccolo diodo (per scendere a circa 5V, non proprio necessario, ma sono prudente). Il CR2016 è grande la metà di un CR2032.

Speravo di inserire entrambi in un supporto CR2032, ma ogni supporto che ho provato ha messo in cortocircuito i due bordi insieme. Ho finito per modellare un supporto con Shapelock (non del tutto soddisfacente, ma funzionante).



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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