Baterai sel berbentuk koin untuk Bluetooth?

8

Saya mencoba menentukan baterai mana yang akan digunakan untuk aplikasi saya. Saya akan menggunakan modul Bluetooth kelas 1 atau kelas 2 (bukan energi rendah), yang membutuhkan sekitar ~ 50 / 60mA arus RX / TX. Selain itu, ada mikrokontroler dan beberapa IC analog daya rendah. Saya memerlukan aliran data yang berkelanjutan dari perangkat selama 1-10 menit.

Apakah sel koin benar-benar keluar dari pertanyaan? Saya berbicara tentang ion-ion CR2450. Saya tidak keberatan jika mereka tidak bertahan lama, tetapi apakah mereka akan bekerja? Karena dalam aplikasi saya, ukuran adalah kunci, dan masa pakai baterai merupakan trade off yang ingin saya buat.

mobil van
sumber

Jawaban:

7

Tidak, mereka tidak akan bekerja. Sel CR dirancang untuk memberikan maksimum beberapa mA terus menerus, sehingga mikrokontroler berdaya rendah seperti MSP430, misalnya menjalankan kristal 32,768 kHz, dapat bekerja, tetapi daya untuk transceiver RF terlalu tinggi.

Lembar data untuk baterai ini bahkan hanya menetapkan 0,2 mA sebagai "beban standar kontinu".

Jika Anda akan membutuhkan RF dalam ledakan singkat maka Anda bisa mendapatkan daya dari kapasitor elektrolitik besar, misalnya 100 ms, dan kemudian mengisi ulangnya dalam waktu yang lebih lama, sehingga pengontrol masih mendapat arus yang cukup. Untuk streaming berkelanjutan, ini tidak akan berhasil.

stevenvh
sumber
6

CR2450 memiliki kapasitas yang cukup besar untuk sel koin, tetapi tidak mampu memberikan arus kontinu yang cukup untuk aplikasi ini.

Berikut ini adalah lembar data CR2450 yang khas

Dikatakan untuk pembuangan terus-menerus, itu dinilai kurang dari 1mA, yang jauh dari apa yang dibutuhkan modul BT Anda.
Bahkan untuk pulsa singkat, peringkatnya hanya 9mA selama 2 detik. Grafik ini dari lembar data cukup informatif:

CR2450 IR

Anda dapat melihat IR (resistansi internal) dimulai pada ~ 15 ohm dan naik cukup cepat. Diberikan info ini Anda dapat menghitung penurunan tegangan pada arus yang berbeda. Misalnya jika Anda ingin hanya 10mA, maka Anda akan mendapatkan penurunan tegangan 0,010 * 15 = 150mV. Pada 100mA ini 1.5V!
Steven menyebut kapasitor dan ledakan RF singkat. Ini tentu saja mungkin (salah satu produk kami menggunakan sel koin dan melakukan hal serupa) tetapi mungkin tidak cocok untuk aplikasi Anda.

Jadi, Anda harus memilih baterai yang berbeda. Saat ini Anda bisa mendapatkan baterai Li-Ion yang sangat kecil yang bagus untuk aplikasi ini. Lihat Mouser, Farnell atau mungkin eBay - Saya baru saja membeli salah satunya untuk prototipe:

masukkan deskripsi gambar di sini

Untuk 500mAh (tidak yakin apakah ini akurat, belum mengujinya. Saya perkirakan antara 300-450mAh) sangat kecil. Dimensi diberikan sebagai:

Ukuran: 58mm (L) * 22mm (W) * 4.4mm (H)

EDIT - bagaimana dengan AAA dengan peningkatan?

Ini akan bekerja dengan baik. Ini akan menguras cukup cepat meskipun karena baterai akan menyediakan lebih banyak arus karena peningkatan dan efisiensi. Misalnya jika kita memiliki 1.2V nominal NiHH AAA, dan modul BT Anda membutuhkan 3.3V sekitar 50mA:

50mA * 3.3V = 165mW.

Jika kita mengasumsikan konverter boost 80% efisien maka:

(1 / 0,8) * (0,165W / 1.2V) = ~ 171mA diperlukan dari baterai.

AAA tipikal adalah sekitar 850mAh, sehingga Anda dapat menjalankan modul Anda terus-menerus selama sekitar 850/171 = 5 jam.

Oli Glaser
sumber
Ah. Saya melihat. Apakah Anda pikir satu sel AAA dengan boost converter akan berfungsi? Saya melihat itu sebagai lebih kecil dari 3.7V Lipo .. meskipun itu akan memperumit tata letak papan.
van
Ya, itu akan bekerja dengan baik. Saya menambahkan beberapa detail dalam jawabannya.
Oli Glaser
1
Saya akan menyebutkan sumber lain dari baterai Li-polimer mini: powerstream.com
Nick Alexeev
Dari powerstream.com, inilah lembar data untuk sel koin Li-ion CR2450: powerstream.com/p/Lir2450.pdf . Arus keluaran maksimum terdaftar sebagai 200mA, dan pada suhu 0,5C kapasitasnya adalah 120mAH. Jika penarikan arus puncak dalam aplikasi saya adalah, katakanlah, 100mA, maka apakah mungkin untuk mengasumsikan bahwa saya mungkin mendapatkan 60-70% dari kapasitas nilai? Katakanlah 60% 0,6 * 120mAH = 72mAH 72maH / 100mA saat ini = 45 menit Apakah perhitungan ini benar, karena <1 jam akan layak dalam aplikasi saya.
van
Ya, mereka terlihat masuk akal. Tergantung pada bagaimana Anda mengaturnya, Anda harus dapat mencapai efisiensi ~ 85%. Juga, jika Anda pandai dengan kode Anda (misalnya mengurangi frekuensi UC, tidur bila memungkinkan, dll) Anda harus dapat memeras lebih banyak kehidupan dari itu. Ingat kapasitas nominal 100mAh, jadi Anda tidak bisa mengandalkan itu menjadi 120mAh.
Oli Glaser
-1

Zinc air adalah pilihan terbaik untuk baterai kecil berkapasitas tinggi saat ini. Udara membentuk setengah elektrolit sehingga memiliki kepadatan tinggi. Coba dengar baterai alat bantu seperti Duracell da675. Gunakan 3 untuk mendapatkan lebih banyak tegangan. Masih kecil.

Pertanyaan lainnya adalah mengapa menggunakan Bluetooth itu terlalu haus daya kecuali Anda mengirim paket panjang. Zigbee atau solusi 433 MHz kustom akan lebih baik. Lihatlah apa yang digunakan TPMS. 433 MHz dengan frame kode Manchester 80 bit.

Paul mac
sumber
Pertimbangkan BLE yang beroperasi pada konsumsi puncak saat ini, untuk waktu yang sangat singkat. Dan walaupun baterai ini sangat bagus, mereka umumnya mengoperasikan sub 1.5V, yang sulit dalam pengaturan MCU umum. Jika dia ingin menggunakan dorongan, bagus, tapi mungkin tidak perlu di sini.
mcmiln