Որոշեք ցածր էներգիայի ընդհատվող սարքերի միջին ընթացիկ սպառումը `4 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Ներածություն

Հետաքրքրությունից դրդված ես ուզում էի իմանալ, թե որքան երկար կարող են մարտկոցները տևել իմ հեռավոր ջերմաստիճանի տվիչում: Այն տևում է երկու AA բջիջ, բայց դա քիչ է, որպեսզի չափիչ սարքը շարել և դիտել էկրանը, քանի որ էներգիան սպառվում է պայթյուններով: Ամեն երկու րոպեն մեկ սարքը միացնում է իր 433 ՄՀց հաղորդիչը մի քանի վայրկյան, այնուհետև վերադառնում է հանդարտ վիճակի ՝ ընդամենը պահելով ժամանակը մինչև հաջորդ փոխանցումը:

Ինձ անհրաժեշտ էր միջոց ՝ մի քանի ժամվա ընթացքում ընդհանուր ընթացիկ սպառումը համախմբելու համար `միջինը ստանալու համար: Ես դա արեցի ՝ սարքը սնուցելով գերհզոր կոնդենսատորից և հաշվարկելով կոնդենսատորի լարման անկումից արդյունավետ միջին հոսանքը ժամերի ընթացքում:

Ակնհայտ է, որ դա չի կարող լիովին ճշգրիտ արդյունք տալ, քանի որ կոնդենսատորը որոշակի ներքին արտահոսք է կրում և լիցքը կորցնում է ամեն անգամ, երբ վոլտմետրը միանում է ՝ ընթերցում ստանալու համար: Բայց ստացված արդյունքները բավականաչափ ճշգրիտ են `իմ նպատակները որոշելու համար, թե որքան կարող են նորմալ մարտկոցները տևել:

Պարագաներ

• Փորձարկվող սարք (իմ դեպքում հեռավոր ջերմաստիճանի տվիչ)
• Վոլտմետր (թվային մուլտիմետրը կատարյալ է)
• Super Capacitor (ես օգտագործել եմ 4 Farad 5.5V մեկը)
• Clամացույց (նշեք, երբ ընթերցումներ են կատարվում)
• croc-clip տանում:

Քայլ 1: Ստուգեք սարքավորումները

Համոզվեք, որ Super Capacitor- ը բավականաչափ պահում է իր լիցքը:

Օգտագործելով երկու AA բջիջները (ենթադրելով, որ դրանք ամբողջությամբ լիցքավորված են) միացրեք դրանք SuperCap- ին ՝ այն հասցնելով 3 վոլտի: Անջատվել Չափեք SuperCap- ի լարումը `ստուգելու համար, որ այն ասում է 3 վոլտ (կամ գրեթե) և նշեք լարումը և ժամանակը: Անջատեք վոլտմետրը: Սպասեք մի քանի ժամ: Կրկին չափեք SuperCap լարումը `ստուգելու համար, թե արդյոք այն լուրջ արտահոսք ունի: Հուսանք, որ այն գրեթե չի փոխվի: Իմ 4 Farad SuperCap- ը դեռ մեկ ամիս անց ուներ իր սկզբնական լարման կեսը:

Ի դեպ, SuperCaps- ի հետ իմ փորձը հուշում է, որ որքան մեծ է տարողունակությունը, այնքան ավելի արագ են նրանք արտահոսում իրենց լարումը: Իմ 100 Farad կոնդենսատորը կորցնում է իր լարման կեսը մեկ օրվա ընթացքում:

Քայլ 2: Չափումներ կատարեք

Միացրեք սնուցվող SuperCap- ը փորձարկվող սարքին և չափեք սկզբնական լարումը ՝ հիշելով նաև ժամանակը:

Թողեք սարքը աշխատի SuperCap- ից և մի քանի ժամը մեկ ստուգեք լարումը: Լարման նվազումից հետո, ասենք, 25 տոկոսով (իմ 3 Վոլտ սարքի կեսից մինչև մեկ վոլտի անկում) կրկին նշեք լարումը և ժամանակը:

Մի կարծեք, որ ավելի երկար աշխատելը ավելի լավ կլինի, քանի որ եթե լարումը շատ ցածր ընկնի, սարքը կարող է դադարել գործել:

Քայլ 3: Կատարեք մաթեմատիկա

Իդեալական (տեսականորեն կատարյալ) կոնդենսատորի համար բեռի միջոցով արտանետումն արտահայտվում է ցույց տրված ԿԱՅՈՆԱՅԻՆ բանաձևով:

Որտեղ:

Vc = Կոնդենսատորի վերջնական լարումը Vs = Միջին կոնդենսատորի լարումը = մաթեմատիկական հաստատուն մոտավորապես 2.718t = ժամանակը վայրկյաններում R = բեռի դիմադրությունը C = հզորությունը

Մեզ մնում է հաշվարկել R- ը վերը նշվածից: Այնուհետև իմանալով արդյունավետ դիմադրությունը և մատակարարվող միջին լարումը, մենք կարող ենք ստանալ միջին ընթացիկ սպառումը: Դա հեշտ չէ, եթե դու առաջադեմ մաթեմատիկոս չես: Ավելի հեշտ դարձնելու համար մենք նախ վերադասավորում ենք այդ բանաձևը ՝ ըստ Սև-և-Սպիտակ տարբերակի, որտեղ R առարկան է:

(* նշանակում է բազմապատկել և ln () նշանակում է փակագծերում եղածի բնական լոգարիթմ):

Մաթեմատիկա անելն անհանգստացնող է և հակված է սխալի, այնպես որ ես աղյուսակ պատրաստեցի ծանր բեռը կատարելու համար:

Իմ աղյուսակից կտեսնեք, որ ես առաջին անգամ օգտագործել եմ հայտնի բեռի դիմադրություն `այս մոտեցման ճշգրտությունը ստուգելու համար: Իմ վատագույն դեպքը 10 տոկոսից պակաս սխալն էր: Ոչ շատ վատ:

Քայլ 4: Ներբեռնեք ձեր սեփական փորձերի աղյուսակը

Դուք կարող եք ներբեռնել իմ աղյուսակը և տեղադրել ձեր սեփական արժեքները սյուների մեջ ՝ սեփական փորձեր կատարելիս:

Եզրակացություն

Միջին ընթացիկ սպառման որոշման այս մեթոդը համարժեք է գործնական նպատակների համար:

Ինչպես կտեսնեք աղյուսակից, իմ հեռավոր ջերմաստիճանի տվիչը սպառում էր մոտ 85 միկրո Ամպեր: Եթե ես ուղղակի ենթադրեմ, որ դա 100 միկրո Ամպեր է, նշանակում է, որ 2000 մԱ / ժ մարտկոցները սարքում պետք է աշխատեն 20 000 ժամ `մի քանի տարի: Ինչը ես ուզում էի իմանալ: