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Autor Tópico: Contas para saber a duração das baterias.  (Lida 1627 vezes)

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Offline vasco

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Contas para saber a duração das baterias.
« em: 18 de Agosto de 2019, 10:25 »
Bom dia,

Tou aqui com uma duvida, não sei como determinar a capacidade real de umas pilhas recarregáveis de Ni-MH.
São pilhas AA Ladda (IKEA), marcadas com 2450 ma/H, como é que eu determino a quantidade de sumo que tá lá dentro para saber quanto tempo vão durar (suporte 4xAA) quando o gingarelho (kitchen timmer) gasta aproximadamente 471uA em sleep mode, e uns 29 mA quando está a funcionar, uns 40 mA quando está a apitar. Mas para as contas que me interessam estou apenas a considerar o tempo em sleep mode.
Acabei de fazer a coisa básica, carregar as 4 pilhas e por a coisa a trabalhar, mas não sei se vou esperar 1 dia ou 6 meses.

O hardware é um pro mini, um buzzer piezzo um display led de 4 digitos com um TM1637 e um rotary encoder com switch.

A ideia original era usar um attiny85 mas faltava-me 1 pino. Tenho ainda duas vertentes a explorar com este chip, a) usar o pino RST para I/O, há um circuito simples para fazer o HVP para desbloquear depois mas não percebi como é que programava os fuses para isso no arduino ide, e b) um circuito super-hyper mega manhoso que permite usar o rotary encoder + switch apenas com 1 pino, mas depois não há nenhuma lib para ler o rotary encoder...

Se os tempos forem decentes vai passar para apenas duas pilhas e provavelmente para um naked ATmega 328p.

Entre as várias experiências que fiz com o sleep mode, descobri que um dos Nano que tenho cá em casa NÃO vai para o power down sleep mode, o comportamento é exactamente igual aos outros (ie o programa para e continua quando sei de sleep) só que continua a gastar os 30 e tal mA como se não estivesse em sleep.
 O chip também é um 328p sei que o p aqui é o importante, uma vez que é o indicativo de pico Power, há mesmo qq coisa estranha neste Nano.

EDIT: Experimentei com o suporte com 2 pilhas AA, para chegar aos 5V usei um boost converter normalmente usado para alimentar coisas USB a partir de uma LIPO, estava à espera de ter valores piores já que a eficiencia < 100% implica que existem percas, mas... em vez dos 471uA em sleep mode, tenho 444uA... Julgo que será por agora ter o VCC a 5.005V, evidentemente que com o suporte de 4 pilhas dependia de como estavam as pilhas, normalmente acima dos 5V.
Ía encomendar uns buck/boost converters que dão 5V com um input de 3 a 15V mas assim não será necessário, desde que 2 pilhas aguentem pelo menos uns 2 meses (vou encomendar na mesma, conversores DC-DC dão sempre geito)...
« Última modificação: 18 de Agosto de 2019, 11:57 por vasco »
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Offline jm_araujo

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Re: Contas para saber a duração das baterias.
« Responder #1 em: 18 de Agosto de 2019, 19:09 »
Então 2450*(mA*h)/471*(uA) = 2450*(mA*h)/0,471*(mA)= 5201*(h)= 216 dias em standby.

É preciso mas é cuidado com a precisão com que se mede a corrente, que em valores tão baixos é fácil cometer erros e enganarmo-nos por vezes em ordens de magnitude. E por ser um periodo tão longo, também não se podem desprezar os picos de mA, mesmo que sejam poucos segundos. Por
exemplo no caso acima um pico de 40mA cada segundo rouba : 40(mA*s)/0,471*(mA)=84*(s)= 1m24s

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em vez dos 471uA em sleep mode, tenho 444uA... Julgo que será por agora ter o VCC a 5.005V
Onde mediaste a corrente? À saída das pilhas ou depois do boost?

Offline vasco

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Re: Contas para saber a duração das baterias.
« Responder #2 em: 18 de Agosto de 2019, 20:31 »
Então 2450*(mA*h)/471*(uA) = 2450*(mA*h)/0,471*(mA)= 5201*(h)= 216 dias em standby.

Hummm, não deveria estar em algum lado o numero de baterias ? n*2450 talvez ?
E acreditas na IKEA ? Será que 2450 é confiavel ? Tenho aqui umas pilhas do jumbo que dizem 2500... Mas nessas não acredito mesmo... Como é que consigo medir o valor total ?

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em vez dos 471uA em sleep mode, tenho 444uA... Julgo que será por agora ter o VCC a 5.005V
Onde mediaste a corrente? À saída das pilhas ou depois do boost?
[/quote]

Entre o positivo do boost e a breadboard, portanto, depois do boost.
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Offline jm_araujo

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Re: Contas para saber a duração das baterias.
« Responder #3 em: 19 de Agosto de 2019, 01:29 »
Hummm, não deveria estar em algum lado o numero de baterias ? n*2450 talvez ?
E acreditas na IKEA ? Será que 2450 é confiavel ? Tenho aqui umas pilhas do jumbo que dizem 2500... Mas nessas não acredito mesmo... Como é que consigo medir o valor total ?
Colocar pilhas em série aumentam os Wh(=V*Ah), porque aumentas a tensão, mas não alteram os Ah.
Essas recarregáveis da IKEA são de fiar, tens muitos testes online, e até algumas teorias interessantes: https://www.slrlounge.com/panasonic-eneloop-vs-ikea-ladda-are-they-the-same/

Para medir o valor total é usar um carregador inteligente que mostre esses valores. Não tenho recomendação atual, o meu já tem 10 anos : https://www.conrad.com/p/voltcraft-ipc-1l-charger-for-cylindrical-cells-nimh-nicd-aaa-aa-201101 (comprado nessa loja e a esse preço), que é um clone do LaCrosse BC-700


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Onde mediaste a corrente? À saída das pilhas ou depois do boost?

Entre o positivo do boost e a breadboard, portanto, depois do boost.
Pois, já desconfiava. Não são valores comparáveis, tens de medir nas pilhas. Se medes depois do boost não sabes as perdas que ele tem e não é possível estimar a duração das pilhas.
« Última modificação: 19 de Agosto de 2019, 01:31 por jm_araujo »

Offline vasco

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Re: Contas para saber a duração das baterias.
« Responder #4 em: 19 de Agosto de 2019, 09:29 »
Colocar pilhas em série aumentam os Wh(=V*Ah), porque aumentas a tensão, mas não alteram os Ah.

Ok, faz sentido... Mas... isso quer dizer que, assumindo que estes boost converters aceitam um input até 1.2  ou 1.1 V. Seria "melhor" colocar as pilhas em paralelo ? Parece-me algo contraintuitivo... TANSTAAFL...

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Essas recarregáveis da IKEA são de fiar, tens muitos testes online, e até algumas teorias interessantes: https://www.slrlounge.com/panasonic-eneloop-vs-ikea-ladda-are-they-the-same/

Nice... Baseado numa review do Big Clive já uso há tempos o carregador usb (3 portas) deles, não tinha ideia que as pilhas pudessem ser tão boas.

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Para medir o valor total é usar um carregador inteligente que mostre esses valores. Não tenho recomendação atual, o meu já tem 10 anos : https://www.conrad.com/p/voltcraft-ipc-1l-charger-for-cylindrical-cells-nimh-nicd-aaa-aa-201101 (comprado nessa loja e a esse preço), que é um clone do LaCrosse BC-700

Pois, o meu é mais fraquinho, não descarrega, mas suporta também lipos.

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Pois, já desconfiava. Não são valores comparáveis, tens de medir nas pilhas. Se medes depois do boost não sabes as perdas que ele tem e não é possível estimar a duração das pilhas.

:-( Grumph... 2100uA
2450mAh/210mA=11.6horas

Não estava à espera de uma diferença tão grande, considerando o que tinha quando estava a alimentar diretamente das pilhas.
Isto só pode significar que a eficiência do boost converter é terrível.
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Offline jm_araujo

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Re: Contas para saber a duração das baterias.
« Responder #5 em: 19 de Agosto de 2019, 14:51 »
Ok, faz sentido... Mas... isso quer dizer que, assumindo que estes boost converters aceitam um input até 1.2  ou 1.1 V. Seria "melhor" colocar as pilhas em paralelo ? Parece-me algo contraintuitivo... TANSTAAFL...
É um erro fácil de cair por causa da péssima medida que a indústria das baterias escolheu dos Ah. A unidade de "trabalho" são Watts, e as baterias deveriam vir com indicação de Wh (da mesma forma que pagas a eletricidade do contador em Wh e não Ah). Isso ia permitir comparar capacidades de baterias de químicas diferentes com tensões variadas. 1000mAh a 1.2V das  NiMh (=1.2Wh) é muito diferente de 1000mAh a 3.8V de Lítio (=3.8Wh). Ou seja, duas baterias ambas de 1000mAh, uma de niquel, outra de lítio, a última tem 3 vezes mais capacidade.
Para chegar onde?
2*1000mAh*1.2V= 2.400Wh : o factor 2* podes juntar aos mAh (paralelo) ou aos V (série), a capacidade final vai dar ao mesmo, tanto  faz colocar em série ou paralelo para ir buscar capacidade. Contam mais outros factores: qual a tensão que o circuito à entrada vai resultar num funcionamento mais eficiente.

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:-( Grumph... 2100uA
2450mAh/210mA=11.6horas

Não estava à espera de uma diferença tão grande, considerando o que tinha quando estava a alimentar diretamente das pilhas.
Isto só pode significar que a eficiência do boost converter é terrível.

Sim, é má a baixas correntes, por causa do auto-consumo (há uma corrente base que consome sempre), mas que quanto maior a carga menos se nota. Por isso é que os gráficos de eficiencia tem todos esta forma aproximada (um resultado qq do google):


Mas não são tão maus como o teu resultado, 1u são 0.001m, tens um erro de 100x. É o que dá começar 2ªF a fazer contas :)

2100uA=2.1mA
2450mAh/2.1mA=1166h=48d
« Última modificação: 19 de Agosto de 2019, 14:55 por jm_araujo »

Offline vasco

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Re: Contas para saber a duração das baterias.
« Responder #6 em: 19 de Agosto de 2019, 14:58 »
mesmo assim, 4 dias e tal, não é aceitavel... :-(

Aaaaaah... 48 e nao 4, estas virgulas... 1uA são 1/1000000 A, 1mA são 1/1000 A, 3 zeros, então dá 2.100 ok, é isso... É por estas coisas que nunca poderia ter sido engenheiro... :-(

Posso poupar mais uns pozinhos se tirar o led e o regulador.
« Última modificação: 19 de Agosto de 2019, 16:16 por vasco »
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Offline vasco

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Re: Contas para saber a duração das baterias.
« Responder #7 em: 21 de Agosto de 2019, 11:10 »
Uma coisa leva à outra e como tinha por ali uns sensores de corrente que nunca tinha usado estou a fazer um datalogger para ver como é que a coisa evolui. O DMM desliga-se ao fim de 5 minutos o que é uma seca...

Está a ser o teste do Arduino Nano Every, por enquanto nenhuma incompatibilidade.

Já agora, alguém conhece um software de datalogging para windows que suporte as comms virtuais e que permita por uma timestamp (hora real e/ou delta) por cada linha ?
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