Тогда не рассмативался. Нужно было быстро собрать к определённой дате. Недавно заменил «коробку» на сенсор встраиваемый прямо в рассеиватель. Очень доволен.
Знаю что многие любят прятать «лишнее» в кухонные тумочки, наверное это правильно. Но для меня это последнее о чём думаю.
И я получил долгожданный подарок!
Своему Внучку отправил в первые дни (как он ни отмалчивался на мои распросы, подарок его обрадовал). И началось долгое ожидание Дедушки.
И вот когда подозрения стали одолевать Дедушка вышел на связь. Это не описать. Это надо пережить!)
Получил посылку, открыл…
Неделю назад был в компьютерном магазине в маленьком-маленьком городе. И там среди прочего были реплики видео приставок (денди, сега). Ещё подумал: «кому они нужны? Да в них и играть, наверное, невозможно. Интересно было бы посмотреть».
И вот открываю…
В коробочке оказалась razberryPi 3B. Джойстик сразу утащил сынок показывать бабушке, что папе подарил дед мороз. Запустил Contra и поиграл пару минут. Теперь жду ночи, чтобы продолжить тесты))).
Спасибо, Дедушка! Подарок очень понравился, долгих тебе лет и твоим внучкам!).
P.S. Пишу сразу после распаковки, пока ещё дрожат руки. Поэтому много закрывающих скобок.
А стоит ли такой большой запас делать? Вы же сами сказали, что зажаты ценой. Берите аккумулятор минимальной емкости, чтобы выдержал максимум одно вероятное отключение. Конечно стоит прикинуть-посчитать, но практически уверен, что экономия на цене аккумулятора превысит затраты на усложнение зарядки и подогрев. Плюс однозначно будет надежнее, тк исключается человеческий фактор как минимум.
Есть режим работы только от аккумулятора. Зажаты ценой на изготовление корпуса. На платах и компонентах экономим в «меру».
Тоже сомнительное ограничение. Наверняка тянет удорожание покупных (надежные разъемы?) и усложнение тех же ваших прессформ для ТПА
Если будут силы, то напишу статью об итоговой компоновке. Пока получается не усложнять.
И опять не понятно, Вы выбрали батарею ёмкостью больше чем на полгода работы, зачем?
Этой ёмкости хватит на пол года в случае 50 прикладываний карточки в день. Но если прикладывать карточку 200 раз в день, то эта ёмкость уже не кажется такой уж большой. К сожалению это устройство не узкоспециализированное под конкретную задачу.
Можете даже запаять сразу в плату пром.батарейку, раз Вы так хотите ёмкости на полгода автономности. Что за объект полгода без энергии стоять будет? В нормальных условиях это «вечная» батарейка получится.
В режиме питания от аккумулятора (без подключения проводов), через полгода батарейку придётся перепаивать. Сделать это любой человек и в любой момент времени не сможет. А вот снять и воткнуть в зарядник телефона сможет любой у кого есть зарядка micro-usb. К тому же большие батарейки стоят дорого и купить их быстро и просто не получится.
Исполнение одно на все случаи. При постоянном питании аккумулятор выполняет роль бесперебойника. Допустим наступила зима и отключилось электричество. Аккумулятор стал разряжаться. Дали свет, но аккумулятор не заряжается из-за холода. Пусть так произошло несколько раз. Ёмкость аккумулятора упала до 20%. Устройство оповестит пользователя о низком заряде батареи и он её зарядит. Хотим чтобы конструкция позволяла быстро снимать устройство (даже с подключенными проводами) и уносить на зарядку. Но скорее всего весна наступит раньше и аккумулятор зарядится на улице.
Конечно, то что я написал выше, это защита чтобы ничего не делать). Помимо этого есть и другие вопросы. Как себя поведёт аккумулятор, если его постоянно держать заряженным. Микросхема зарядки будет дозаряжать, если напряжение упадёт на несколько сотен милливольт. Как часто это будет происходить, повлияет ли это на ресурс, может быть контроллеру запрещать перезарядку, пока заряд не опустится до 60%. И подобных вопросов очень много. В данной статье решил экспериментально проверить лишь один. Как влияет повышенное напряжение зарядки. Для меня оказалось неожиданностью что аккумуляторы за месяц потеряли 30 % ёмкости из-за того что 100 раз были разряжены до ~ 5-10% (цифра очень приблизительная). И большинство ещё и раздулись, как объяснили из-за перезаряда. Даже плата защиты не помогла. Может стоит заряжать до 95% и не разряжать ниже 15%? Тестировал аккумуляторы на которых было написано 2500 мАч. Измерил ёмкость — у всех примерно 2000 мАч. Если ещё ограничивать диапазон заряда и разряда, то ёмкости станет ещё меньше. Но мне, кажется, что на 2 года аккумулятора хватит без дополнительных ухищрений по продлению его жизни. Конечно, что успею постараюсь проверить.
Намного быстрее и технологичнее поменять резервную батарею (неперезаряжаемую), чем таскать блоки на подзарядку.
Это вообще мой самый любимый вариант, который я предлагал для данного устройства. Мне тоже нравится подойти, открыть, заменить батарейки и закрыть. Но я писал минусы. Ёмкость батареек ААА очень маленькая. АА уже слишком много места занимают. Делать удобный battery holder получается дорого. В данный момент параллельно с платами заказали у специалистов корпус. Чтобы вписаться в бюджет по корпусу приходится максимально упрощать используемые технологии, количество и разнообразие деталей.
Увеличит на высоту SOIC корпуса. Аккумулятор стоит на общей плате.
На высоту корпуса и платы. Но это уже мелочи. ( Одну из плат можем сделать 0.5мм.
P.S. этот проект в самом разгаре, поэтому я соберу интересные комментарии и представлю их на обсуждение в своей фирме. Может быть поменяем ТЗ.
Спасибо за пример. Почему же данная функция не нужна в данном устройстве? Если устройство на улице и подключено к линии 12В, то заряжать аккумулятор не нужно вообще. Если на улице и работает от батареи, то зарядить его можно только подключив power bank. Оставлять висящий power bank на улице в течении нескольких часов страшно (легко украсть). В помещении нет отрицательных температур.
Теперь по поводу габаритов. Сейчас устройство состоит из 3-х плат общей толщиной меньше чем аккумулятор. То есть аккумулятор определяет высоту корпуса. Поэтому добавление платы разогрева и термоизоляции увеличит габариты самого устройства. Для нас это критично, потому что страдает внешний вид.
Но Ваша идея действительно простая, запомню на будущее.
Во-первых, пожалуйста, научитесь пользоваться хабром. Вот если бы я сюда не зашел еще раз — фигушки бы я ваш ответ увидел.
Хочу научиться. Чтобы Вы увидели мой ответ я нажал под Вашим комментарием кнопку «Ответить». Что ещё нужно сделать?
Во-вторых, раз у вас всего лишь такой разброс питаний, совершенно не понятно, почему вы не выбрали что-то типа tps62740?
Плохо искал. В других проектах буду использовать его.
В-третьих, в измерении собственного потребления импульсных преобразователей при малых токах есть свои нюансы. Почитайте вот это и это.
Спасибо, на досуге почитаю.
В-четвертых, очень рекомендую выкинуть протеус и изучить какой-нибудь нормальный сапр
Пожалуйста, разъясните. Я в протеусе с института. Около 10 лет, с некоторыми перерывами. Для этого проекта (в статье об этом ни слова) мне понадобилось одну плату отредактировать в Cadence. Проработал в ней 2-3 недели. По сравнению с протеус очень много слоёв. И многие операции занимают гораздо большее время. Например в Cadence нужно постоянно генерировать NetList при изменении схемы, а перед этим сделать и просмотреть отчёты об ошибках. У меня это занимает от 1 минуты. В протеус 5 секунд если нет ошибок, которые будут показаны автоматически. С Гербер файлами тоже. Протеус делает их за секунды и Резонит прекрасно их понимает. Cadence требует больших настроек, генерации отчётов и их просмотр. А потом нужно ещё искать сгенерированные файлы в каталоге проекта и запаковывать их в архив вручную. Очень много ручной работы, посмотрим всё ли я правильно сделал, сможет ли завод изготовить и сделать монтаж по этим файлам.
Мне показалось, что тут очень много рутины. Наверное, это как-то автоматизируется.
И вот, наконец, вопрос. С какого момента или что должно появиться на плате, чтобы перейти к более серьёзным САПР? Пока из замеченных недостатков протеус это невозможность отрисовки полигонов вокруг круглых контактных площадок в виде круга. Протеус отрисовывает в виде 8-ми угольника. Это критично, но не слишком, для прокладывания копланарной линии с нужным волновым сопротивлением.
Я делаю небольшие платы, максимум 4 слоя. На них 1-2 микроконтроллера, несколько датчиков и, возможно, сигнальное реле. Частоты не превышают 20 МГц, (кроме радио части).
Стабилизатор для аккумулятора 4.2 — 3 В. Токи 200 мкА и 200 мА.
И насчет измерения потребления преобразователя в 35мкА. Вы уверены, что делали это правильно?
В чём в чём, а в этом я уверен, что делал не правильно. Ток потребления преобразователем мерил мультиметром в разрыве линии
Если ткнёте носом в правильный метод измерения тока дешёвыми приборами, буду благодарен и научу своих коллег. Кого у нас только нет, а вот специалистов в этой области нет, поэтому и приходится многое «додумывать».
Из приведённых графиков вижу, что чем больше ток заряда, тем быстрее заряжается аккумулятор. Три верхних графика непонятны. Пожалуйста, прокомментируйте зависимость тока заряда и эффективность зарядки. Я из приведённых графиков не понял.
До конца не понял вопроса. Если вопрос к разрабатываемому устройству, то в нём нет реле. Да оно для контроля доступа, но в целях безопасности оно отправляет закодированный радио сигнал, а приёмник, получив его, уже решает впускать обладателя конкретной карты или нет. То есть, как ни разбирай и чем не тыкай в устройство, оно не откроет дверь. Где нужно реле и батарейки используем «би-стайбл».
Что-то левое получилось… Обычно режим зарядки постоянным током (самая высокая «полка» тока на Fig. 13) занимает большую часть времени.
Поправьте, пожалуйста, если я не правильно понимаю.
Из рисунка видно, что режим постоянного тока в 3 раза короче режима постоянного напряжения. (Согласен, у меня он получился ещё короче).
J_IBAT — это сервисный разъём для измерения тока. Ток измерял, только в самом начале, потом там впаял (чтобы минимизировать сопротивление) перемычку.
Кстати, из этого же графика видно, если повысить напряжение VREG, то режим постоянного тока длится дольше. Значит и зарядка проходит быстрее.
Какой-то бредовый разброс… получается (если я правильно посчитал) от примерно 30% остатка через 9 месяцев до фантастических 37% остатка через 100 лет.
Что за источники и какую часть их составили datasheet'ы от производителей аккумуляторов?
Эти цифры взяты из обзорных статей на аккумуляторы. Эти цифры не уточнял в документациях. Потому что заряжать планирую аккумулятор каждые 1-3 месяца (в зависимости от напряжённости работы).
Хм-м-м… основное время занимает фаза зарядки постоянным током. Подняв напряжение (порог переключения на «дозаряд постоянным напряжением») — Вы могли только увеличить время заряда. Не меняется-ли ток заряда при повышении конечного напряжения?
Этот момент до конца не выяснял. Потому что микросхему зарядки уже выбрали и менять врятли будем. Второй этап (зарядка постоянным током) у неё длится около 30 минут, а потом около 3-4х часов длится 3-й этап с постепенным понижением тока (не помню как он называется). Для сравнения, умная зарядка заводского изготовления заряжает этот же аккумулятор за 2-2,5 часа. Но повторюсь, поскольку микросхему зарядки уже выбрал, а у неё нет параметра регулирующего длительности этапов зарядки, то и не исследовал этот момент.
Круглогодичность перенесли в сценарии использования, для удешевления. Чтобы не мучиться с преднагревом или редкими дорогими спец аккумуляторами. Для зарядки аккумулятора на морозе его необходимо перенести в тёплое помещение и зарядить. Потом вернуть на место. Чтобы это было удобно делать сейчас тестируем прототипы.
Контролировать температуру будет микросхема зарядки. Но при нуле градусов она заряжает очень малым током. Чтобы зарядить аккумулятор при отрицательной температуре, устройство будет сниматься и относиться в тёплое помещение. Ссылку не дам, но мне попадались аккумуляторы спец назначения с возможностью зарядки при отрицательных температурах, но даже не стал узнавать их цену. Они позиционировались для военного применения.
Литиевые аккумуляторы делятся на морозостойкие и обычные. Морозостойкие на морозе не так явно будут терять ёмкость.
Вот заметка про литий полимерный морозостойкий аккумулятор.https://www.compel.ru/lib/77099
Морозостойкие версии есть и среди li-ion.
Дайте, пожалуйста, пример dcdc с bypass. Для меня это что-то новое.
По поводу экономии на NFC. Да там есть простор для «творчества». Но в режиме ожидания или 3 раза в секунду сканирую поле с потреблением 180 мкА, или 1 раз в 3 секунды с потреблением 150 мкА. Давно проводил замеры, поэтому цифры мог забыть, но смысл в том что в разы не удалось уменьшить. Ещё есть параметр мощности генерируемого поля. Чем мощнее поле тем на большем расстоянии считывается карточка. И ещё важный момент — качество согласования антенны. Но всё это чуть позже.
Спасибо за совет по продление жизни аккумуляторам.
Если запитать микроконтроллер от отдельного маломощного DC/DC выигрыш будет небольшим. В спящем режиме общее потребление схемы около 200 мкА. Сюда входит 150-180 мкА сканирование NFC, ~5 мкА (цифра взята с потолка, пока не замерял) контроллер в спящем режиме со сканированием сенсорной кнопки и 50 мкА потери на DC/DC и зарядке. Если потери уменьшить в 2 раза, то это даст 13% экономии батареи. Но спящий режим в зависимости от сценария эксплуатации может составлять половину общего потребления. В итоге получаем экономию в 7% заряда аккумулятора и расходы на дополнительную логику дублирующую питание.
Знаю что многие любят прятать «лишнее» в кухонные тумочки, наверное это правильно. Но для меня это последнее о чём думаю.
Своему Внучку отправил в первые дни (как он ни отмалчивался на мои распросы, подарок его обрадовал). И началось долгое ожидание Дедушки.
И вот когда подозрения стали одолевать Дедушка вышел на связь. Это не описать. Это надо пережить!)
Получил посылку, открыл…
Неделю назад был в компьютерном магазине в маленьком-маленьком городе. И там среди прочего были реплики видео приставок (денди, сега). Ещё подумал: «кому они нужны? Да в них и играть, наверное, невозможно. Интересно было бы посмотреть».
И вот открываю…
В коробочке оказалась razberryPi 3B. Джойстик сразу утащил сынок показывать бабушке, что папе подарил дед мороз. Запустил Contra и поиграл пару минут. Теперь жду ночи, чтобы продолжить тесты))).
Спасибо, Дедушка! Подарок очень понравился, долгих тебе лет и твоим внучкам!).
P.S. Пишу сразу после распаковки, пока ещё дрожат руки. Поэтому много закрывающих скобок.
Есть режим работы только от аккумулятора. Зажаты ценой на изготовление корпуса. На платах и компонентах экономим в «меру».
Если будут силы, то напишу статью об итоговой компоновке. Пока получается не усложнять.
Этой ёмкости хватит на пол года в случае 50 прикладываний карточки в день. Но если прикладывать карточку 200 раз в день, то эта ёмкость уже не кажется такой уж большой. К сожалению это устройство не узкоспециализированное под конкретную задачу.
В режиме питания от аккумулятора (без подключения проводов), через полгода батарейку придётся перепаивать. Сделать это любой человек и в любой момент времени не сможет. А вот снять и воткнуть в зарядник телефона сможет любой у кого есть зарядка micro-usb. К тому же большие батарейки стоят дорого и купить их быстро и просто не получится.
Конечно, то что я написал выше, это защита чтобы ничего не делать). Помимо этого есть и другие вопросы. Как себя поведёт аккумулятор, если его постоянно держать заряженным. Микросхема зарядки будет дозаряжать, если напряжение упадёт на несколько сотен милливольт. Как часто это будет происходить, повлияет ли это на ресурс, может быть контроллеру запрещать перезарядку, пока заряд не опустится до 60%. И подобных вопросов очень много. В данной статье решил экспериментально проверить лишь один. Как влияет повышенное напряжение зарядки. Для меня оказалось неожиданностью что аккумуляторы за месяц потеряли 30 % ёмкости из-за того что 100 раз были разряжены до ~ 5-10% (цифра очень приблизительная). И большинство ещё и раздулись, как объяснили из-за перезаряда. Даже плата защиты не помогла. Может стоит заряжать до 95% и не разряжать ниже 15%? Тестировал аккумуляторы на которых было написано 2500 мАч. Измерил ёмкость — у всех примерно 2000 мАч. Если ещё ограничивать диапазон заряда и разряда, то ёмкости станет ещё меньше. Но мне, кажется, что на 2 года аккумулятора хватит без дополнительных ухищрений по продлению его жизни. Конечно, что успею постараюсь проверить.
Это вообще мой самый любимый вариант, который я предлагал для данного устройства. Мне тоже нравится подойти, открыть, заменить батарейки и закрыть. Но я писал минусы. Ёмкость батареек ААА очень маленькая. АА уже слишком много места занимают. Делать удобный battery holder получается дорого. В данный момент параллельно с платами заказали у специалистов корпус. Чтобы вписаться в бюджет по корпусу приходится максимально упрощать используемые технологии, количество и разнообразие деталей.
На высоту корпуса и платы. Но это уже мелочи. ( Одну из плат можем сделать 0.5мм.
P.S. этот проект в самом разгаре, поэтому я соберу интересные комментарии и представлю их на обсуждение в своей фирме. Может быть поменяем ТЗ.
Теперь по поводу габаритов. Сейчас устройство состоит из 3-х плат общей толщиной меньше чем аккумулятор. То есть аккумулятор определяет высоту корпуса. Поэтому добавление платы разогрева и термоизоляции увеличит габариты самого устройства. Для нас это критично, потому что страдает внешний вид.
Но Ваша идея действительно простая, запомню на будущее.
Хочу научиться. Чтобы Вы увидели мой ответ я нажал под Вашим комментарием кнопку «Ответить». Что ещё нужно сделать?
Плохо искал. В других проектах буду использовать его.
Спасибо, на досуге почитаю.
Пожалуйста, разъясните. Я в протеусе с института. Около 10 лет, с некоторыми перерывами. Для этого проекта (в статье об этом ни слова) мне понадобилось одну плату отредактировать в Cadence. Проработал в ней 2-3 недели. По сравнению с протеус очень много слоёв. И многие операции занимают гораздо большее время. Например в Cadence нужно постоянно генерировать NetList при изменении схемы, а перед этим сделать и просмотреть отчёты об ошибках. У меня это занимает от 1 минуты. В протеус 5 секунд если нет ошибок, которые будут показаны автоматически. С Гербер файлами тоже. Протеус делает их за секунды и Резонит прекрасно их понимает. Cadence требует больших настроек, генерации отчётов и их просмотр. А потом нужно ещё искать сгенерированные файлы в каталоге проекта и запаковывать их в архив вручную. Очень много ручной работы, посмотрим всё ли я правильно сделал, сможет ли завод изготовить и сделать монтаж по этим файлам.
Мне показалось, что тут очень много рутины. Наверное, это как-то автоматизируется.
И вот, наконец, вопрос. С какого момента или что должно появиться на плате, чтобы перейти к более серьёзным САПР? Пока из замеченных недостатков протеус это невозможность отрисовки полигонов вокруг круглых контактных площадок в виде круга. Протеус отрисовывает в виде 8-ми угольника. Это критично, но не слишком, для прокладывания копланарной линии с нужным волновым сопротивлением.
Я делаю небольшие платы, максимум 4 слоя. На них 1-2 микроконтроллера, несколько датчиков и, возможно, сигнальное реле. Частоты не превышают 20 МГц, (кроме радио части).
В чём в чём, а в этом я уверен, что делал не правильно. Ток потребления преобразователем мерил мультиметром в разрыве линии
Если ткнёте носом в правильный метод измерения тока дешёвыми приборами, буду благодарен и научу своих коллег. Кого у нас только нет, а вот специалистов в этой области нет, поэтому и приходится многое «додумывать».
Поправьте, пожалуйста, если я не правильно понимаю.
Из рисунка видно, что режим постоянного тока в 3 раза короче режима постоянного напряжения. (Согласен, у меня он получился ещё короче).
J_IBAT — это сервисный разъём для измерения тока. Ток измерял, только в самом начале, потом там впаял (чтобы минимизировать сопротивление) перемычку.
Кстати, из этого же графика видно, если повысить напряжение VREG, то режим постоянного тока длится дольше. Значит и зарядка проходит быстрее.
Эти цифры взяты из обзорных статей на аккумуляторы. Эти цифры не уточнял в документациях. Потому что заряжать планирую аккумулятор каждые 1-3 месяца (в зависимости от напряжённости работы).
Этот момент до конца не выяснял. Потому что микросхему зарядки уже выбрали и менять врятли будем. Второй этап (зарядка постоянным током) у неё длится около 30 минут, а потом около 3-4х часов длится 3-й этап с постепенным понижением тока (не помню как он называется). Для сравнения, умная зарядка заводского изготовления заряжает этот же аккумулятор за 2-2,5 часа. Но повторюсь, поскольку микросхему зарядки уже выбрал, а у неё нет параметра регулирующего длительности этапов зарядки, то и не исследовал этот момент.
Вот заметка про литий полимерный морозостойкий аккумулятор.https://www.compel.ru/lib/77099
Морозостойкие версии есть и среди li-ion.
По поводу экономии на NFC. Да там есть простор для «творчества». Но в режиме ожидания или 3 раза в секунду сканирую поле с потреблением 180 мкА, или 1 раз в 3 секунды с потреблением 150 мкА. Давно проводил замеры, поэтому цифры мог забыть, но смысл в том что в разы не удалось уменьшить. Ещё есть параметр мощности генерируемого поля. Чем мощнее поле тем на большем расстоянии считывается карточка. И ещё важный момент — качество согласования антенны. Но всё это чуть позже.
Если запитать микроконтроллер от отдельного маломощного DC/DC выигрыш будет небольшим. В спящем режиме общее потребление схемы около 200 мкА. Сюда входит 150-180 мкА сканирование NFC, ~5 мкА (цифра взята с потолка, пока не замерял) контроллер в спящем режиме со сканированием сенсорной кнопки и 50 мкА потери на DC/DC и зарядке. Если потери уменьшить в 2 раза, то это даст 13% экономии батареи. Но спящий режим в зависимости от сценария эксплуатации может составлять половину общего потребления. В итоге получаем экономию в 7% заряда аккумулятора и расходы на дополнительную логику дублирующую питание.