Автономная работа Arduino Pro Mini 3.3v
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Пнд, 14/08/2017 - 16:28
Всем доброго времени суток.
Столкнулся с проблемой: необходимо обеспечить как можно большее время автономного существование Arduino Pro Mini на 3.3V с набором датчиков MAX44009 (GY-49), BME-280 и радиомодулем NRF24L01+ при температурах окружающей среды от -40 до +50С.
Основная проблема: выбор "правильного" аккумулятора и его схемы питания/зарядки. При этом будет использоваться библиотека LowPower следующим образом: LowPower.powerDown(SLEEP_8S, ADC_OFF, BOD_OFF);
Power LED и регулятор напряжения (а стоит ли?) планируются к удалению. При питании через VCC это даст 3.58mA в active режиме и 0.0045 mA в power down режиме. BME280 в forced mode (perform one measurement, store results and return to sleep mode): 3.6 micro A при измерении, 0.1 micro A в режиме сна. MAX44009 (GY-49): 0.65 microA (1.6 microA max). NRF24L01: TX - 8mA, standby-I mode 26 micro A, power down: 900nA.
Цикл опроса датчиков и передачи сигнала по RF - раз в минуту.
1) Что лучше выбрать из аккумуляторов для данной конструкции? Напрашивается 18650, но чтение datasheet на тот же ICR18650-26F от Samsung рисует довольно печальную картину:
Operating Temperature: Charge : 0 to 45С, Discharge: -20 to 60С. При этом если T падает до -10, то емкость снижается в два раза. Что будет при -20 и далее - понятно.
Зарядка при 0С дает 80% емкости (при этом использование малых токов в районе 500mA позволяет вкачать максимум в аккумулятор), что в принципе приемлимо. Вопрос - что будет с зарядкой при -10 и ниже.
В итоге - как и ожидалось Li-Ion дает не лучшие результаты при минусовых температурах. На что еще можно посмотреть в моем случае (Т до -40С)?
2) Планируется использование солнечных панелей для подзарядки аккумулятора, вопрос: какая схема будет максимально эффективной. Из того, что я видел в интернетах:
- Солнечная панель, диод Шотки, аккумулятор с паралельно включенным конденсатором. Не выдерживает критики, т.к. защита от перезаряда и контроль тока/напряжения зарядки отсутствует.
- Солнечная панель, преобразователь (условно говоря, с входных 3-8В дает стабильные 5В на выходе), модуль для заряда на TP4056, и затем - преобразователь со стабильными 3.3 на выходе. Вопрос в эффективности данной схемы, меня терзают смутные сомнения, что большая часть тока будет оставаться в преобразователях.
На какую солнечную панель лучше смотреть по напряжению/току? (т.е. что будет более эффективным в моем случае). Возможно, не стоит морочиться с выходным преобразователем, а сразу подавать выход с аккумулятора на RAW вход Arduino (но он рассчитан на 3.35V минимум, когда тот же 18650 может давать до 2.7V? Или использовать пару 18650 соединенных последовательно?)
Какие еще есть оптимальные варианты обеспечения питания в данном случае? К сожалению, ранее не приходилось сталкиваться с темой электропитания, поэтому в голове легкий сумбур..
Спасибо за помощь.
Попробую предложить временное решение на 18650 (вопрос, что делать при T -20 и ниже пока открыт):
1) Monocrystalline Silicon Epoxy Solar Panels 5V 1.25W 250mA - в принципе, при наличии 1го 18650 должно хватить, но можно запараллеить пару штук. Опять же, нет полного datasheet, что с рабочими температурами, токами и напряжением - неясно. Брать здесь: https://www.aliexpress.com/item/Monocrystalline-Silicon-Epoxy-Solar-Panels-5V-1-25W-250mA-Module-kits-Mini-Solar-Cells-For-Charging/32780086486.html?spm=a2g0s.13010208.99999999.262.dddbyh
2) Уже набившая всем оскомину зарядка для 18650 на TP4056. Неясно опять же - какова эффективность преобразования входного напряжения (чтобы заложиться на входном токе) и есть ли смысл брать модули с защитой, такие как: https://www.aliexpress.com/item/5PCS-Micro-USB-5V-1A-18650-Lithium-Battery-Charger-Board-With-Protection-Module/32216806621.html?spm=a2g0s.13010208.99999999.298.dddbyh Светодиоды - естественно выпаиваем.
3) Классика жанра - 18650 на 2600 мА такого типа: https://www.aliexpress.com/item/4pcs-lot-2016-newest-100-Original-18650-ICR18650-26Fm-2600mAh-Li-ion-3-7v-Battery-18650/32728833809.html?spm=2114.10010108.1000013.1.7f0a0e9fiFbcnn&traffic_analysisId=recommend_2088_1_81019_new2&scm=1007.13339.81019.0&pvid=b439911e-d6fe-44bd-9322-ea5d8b2f7777&tpp=1
4) И самое главное - преобразователь напряжения с 1.8-5V в 3.3V как раз с максимальной мощностью 100мА. Маркировку хоть убей, разглядеть по фото не могу, вопрос с datasheet открытый. Брать здесь: https://www.aliexpress.com/item/CE021-5-5pcs-1-2mhz-mini-1-8V-3V-3-7V-5V-to-3-3V-Boost/32787001654.html?spm=a2g0s.13010208.99999999.269.dddbyh
Какие будут мысли по работоспособности конструкции и поиску datasheet на изделия?
В первом посте Вы писали про требование по температуреот -40С.
У модуля №4 из Вашего списка абслютный максимум -30 - +85
Спасибо за ответ. А вы не знаете, на каком чипе собран данный модуль?
Нет