Управление питанием для CR2032: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Работа с приложениями с низким энергопотреблением требует некоторых особых дополнений и заботы о строках кода. Некоторые компоненты предоставляют эту функцию, некоторые другие требуют доработки в короткие сроки. Когда мы работаем с очень низким энергопотреблением, основная идея - это тип батареи. выбор этого зависит от:

- Размер приложения (механическая часть)

- Количество необходимой энергии (параметр в мАч)

- Температура в помещении (температура влияет на некоторые типы батарей)

- Потребляемая мощность (энергия, потребляемая диспозитивом)

- мощность (потребляемый ток, сколько может дать батарея в амперах)

- область напряжения работы компонента (напряжение, необходимое для включения электронного компонента).

Между всеми этими уже упомянутыми символами самое важное, что следует учитывать, - это напряжение каждого компонента. Поэтому, когда энергия падает, а энергия батареи падает, мы должны быть уверены, что все компоненты работают и реагируют.

например, если мы используем батарею CR2032. Емкость аккумулятора составляет 230 мАч, а напряжение составляет 3 В, предполагается, что оно находится в низком состоянии и должно быть изменено при падении напряжения до 2 В. затем мы используем NRF24L01 +, ATMEGA328P и DHT11 для создания беспроводного температурного блока. Процессор может нормально работать с NRF2401 + и atmega328p (с частотой 4 МГц), потому что он может работать от напряжения 1.9. но для DHT11. если батарея упадет ниже 3 вольт, датчик не будет работать стабильно, и мы получим неверные данные.

в этой инструкции МЫ ПРЕДЛАГАЕМ РЕГУЛЯТОР ОЧЕНЬ НИЗКОЙ ЭНЕРГИИ для батареи CR2032, который может обрабатывать выходное напряжение до 3 В при низком входном напряжении 0,9 В. мы идем использовать

Шаг 1: основная микросхема

Мы собираемся использовать TPS6122x от Texas Instruments. он обеспечивает решение регулируемого источника питания для продуктов, питающихся от одноэлементной, двухэлементной или трехэлементной щелочной, никель-кадмиевой или никель-металлогидридной аккумуляторной батареи, а также одноэлементной литий-ионной или литий-полимерной батареи. он работает при входном напряжении от 0,7 до 5,5 В и выдает стабильное выходное напряжение. существует 3 версии:

- TPS61220: регулируемая версия, вы можете установить выходное напряжение от 1,8 В до 6 В.

- TPS61221: фиксированный выход 3,3 В, используемый в этой инструкции.

- TPS61222: фиксированное напряжение 5,0 В

он имеет хороший КПД при низком токе покоя: 0,5 мкА. и малый ток потребления в выключенном состоянии: 0,5 мкА.

это хороший выбор для длительного срока службы и может гарантировать стабильность напряжения.

Шаг 2: Схема и оживить

Схема существует в официальном техническом описании. некоторые детали необходимо принять как замеченные. индуктор L и два конденсатора должны быть хорошего качества. Делая печатную плату, нам нужно сделать так, чтобы конденсатор и катушка индуктивности были близко к микросхеме. мы добавляем держатель батареи, и мы сделали вход подтянутым, используя высокое сопротивление резистора. Таким образом, вы можете выключить микросхему, просто потянув вниз контакт включения, и большое сопротивление резистора позволяет очень низкому току.

Я разработал схему с помощью eagle cad и сделал это решение как модуль для тестирования и прототипирования. Я добавил батарейный отсек CR2032 и сделал вот такие ПИН-ВЫВОДЫ:

- GND: земля

- ВКЛЮЧИТЬ: включить / выключить регулятор

- Vout: выход регулируется до 3,3 В

- VBAT: батарея разряжена напрямую, вы можете использовать другой источник в качестве входа для этого модуля (убедитесь, что батарея установлена)

Шаг 3. Сделайте это живым

основная микросхема, используемая в этом проекте, очень мала, поэтому сделать ее на макетной плате для тестирования непросто, поэтому идея состоит в том, чтобы сделать печатную плату, которая обрабатывает всю схему, и мы добавляем некоторые функции распиновки, такие как включение, отключение, доступ к ввод, если мы хотим использовать другой тип батареи.

Я делюсь с вами схемой в EAGLE CAD Link

РАСПИСАНИЕ:

GND: общая земля

ВКЛЮЧИТЬ: модуль работает напрямую, если этот контакт не подключен или не подключен к высокому уровню, при опускании регулятор перестает работать, а выход подключен к входу или батарее

VOUT: регулируемое выходное напряжение

VBAT: его можно использовать в качестве входа, если вы хотите использовать другой источник, вы можете напрямую считывать напряжение установленной батареи

Шаг 4: Тест

Доска закончена и сделана makerfabs, я снял видео как работает