Gerenciamento de energia para CR2032: 4 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Fazer aplicações de baixo consumo de energia requer alguns complnents especiais e cuidados com as linhas de código. Alguns componentes oferecem esse recurso, outros precisam ser trabalhados em pouco tempo. a ideia principal quando trabalhamos em aplicações de baixíssima energia é o tipo de bateria. a escolha disso depende de:

- O tamanho da aplicação (parte mecânica)

- A quantidade de energia necessária (parâmetro em mAh)

- A temperatura da área (a temperatura tem influência em alguns tipos de baterias)

- O consumo de energia (energia consumida pelo dispositivo)

- capacidade de energia (na corrente de demanda, quanta bateria pode fornecer em Amper)

- área de tensão de trabalho do componente (tensão necessária para ativar o componente eletrônico).

Entre todos esses caracteres já mencionados, o mais importante que deve ser levado em consideração é a voltagem de cada componente. Portanto, quando a energia cai e a energia da bateria cai, temos que ter certeza de que todos os componentes funcionam e respondem.

por exemplo, se usarmos a bateria CR2032. a capacidade da bateria é de 230 mAh e a voltagem é de 3 V e deve estar em estado baixo e deve ser alterada quando a voltagem cair para 2 volt. então usamos NRF24L01 +, ATMEGA328P e DHT11 para fazer uma unidade de temperatura sem fio. O processus pode trabalhar normalmente com NRF2401 + e atmega328p (com frequência de 4Mhz) porque pode trabalhar com tensão de 1,9. mas para DHT11. se a bateria cair abaixo de 3 volts, o sensor não ficará estável e obtemos dados errados.

neste instrutível VAMOS PROPOR UM REGULADOR DE ENERGIA MUITO BAIXA para a bateria CR2032 que pode lidar com a saída de 3 volts já que a entrada é baixa como 0,9 volts. nós vamos usar

Etapa 1: O IC principal

Vamos usar o TPS6122x do instrumento texas. ele fornece solução de fonte de alimentação regulada para produtos alimentados por uma bateria alcalina de célula única, duas células ou três células, NiCd ou NiMH, ou bateria de íon-lítio ou polímero de lítio de uma célula. ele opera por tensão de entrada de 0,7 a 5,5 v e fornece tensão de saída estável. existe 3 versões:

- TPS61220: versão ajustável, você pode fixar a tensão de saída de 1,8 V a 6 V

- TPS61221: saída fixa de 3,3 V, usada neste instrutível.

- TPS61222: tensão fixa de 5,0 V

tem boa eficiência com baixa corrente quiescente: 0,5 μA. e corrente de baixo consumo no estado desligado: 0,5 μA.

é uma boa escolha para uma longa vida útil e pode garantir a estabilidade da tensão.

Etapa 2: esquemático e torná-lo vivo

O esquema existe na folha de dados oficial. alguns detalhes precisam ser tomados como notados. o indutor L e os dois capacitores precisam estar em boa qualidade. Ao fazer o PCB, precisamos fazer o capacitor e o indutor perto do chip. adicionamos o suporte da bateria e fizemos a entrada puxada usando um valor de resistor alto. então você pode desligar o ic simplesmente puxando para baixo o pino de habilitação e o grande valor do resistor deixa a corrente muito baixa.

Desenhei o esquema usando o Eagle Cad e fiz esta solução como módulo para teste e prototipagem. Eu adicionei um suporte de bateria CR2032 e fiz PINOUTS assim:

- GND: terreno

- ATIVAR: ativar / desativar o regulador

- Vout: a saída regulada para 3,3V

- VBAT: ao sair da bateria diretamente, você pode usar outra fonte como entrada para este módulo (certifique-se de que alguma bateria está instalada)

Etapa 3: Torne-o Vivo

o ic principal usado neste projeto é muito pequeno, então torná-lo em breadboard para teste não é fácil, então a ideia é fazer um pcb que lide com todo o esquema, e nós adicionamos algumas funções de pinagem como habilitar, desabilitar, acesso ao entrada se quisermos usar outro tipo de bateria.

Compartilho com vocês o esquema no EAGLE CAD Link

PINOUT:

GND: terreno comum

ATIVAR: o módulo funciona diretamente se este pino não estiver conectado ou conectado a alto nível, quando puxado para baixo o regulador para de funcionar e a saída é conectada à entrada ou bateria

VOUT: a tensão de saída regulada

VBAT: pode ser usado como uma entrada se você quiser usar outra fonte, você pode ler diretamente a tensão da bateria equipada

Etapa 4: teste

Placa finalizada e feita por makerfabs, fiz vídeo de como é o trabalho