Расчёт ёмкости батареи для ИС

[Андрей Миллер]

Как по характеристикам ИС из технической док. (ака Datasheet) подсчитать необходимую ёмкость батареи?

Как сам понимаю С(ёкм.)= Т*I

где I - ток потребляемый микросхемой
Т - необходимое время работы устройства


Например в тех. док. усилителя INA326 (см. приложение) нашел такой параметр как Quiscent current. Вроде бы такой ток усилитель "ест" без подачи сигнала. Это есть то?

А вот в другом описании уже модуля (ACP+uC+Zeegbee) сложнее. Здесь указан ток спячки и приёмо передатчика. Про ток потребления остальных модулей (АЦП, мК) сходу в глаза небросилось. Может брать только этот самый ток прм./прд. мол остальные действия незначительны?

Про своё устройство могу сказать, что это будет ЭКГ монитор который будет во включённом состоянии постоянно снимать, оцифровывать и направлять на PC по радио кардиосигнал. Рассчитываю примерно на 100 часов непрерывной работы.

Помогите пожалуйста советом!

[Yurkin2007]

Для расчёта ёмкости батареи лучше пользоваться Ватт-часами.
Например, стандартная Li-Ion батарейка типа 18650 напряжением 3.7В и ёмкостью 2200мА имеет 3.7х2.2=8.1Вт-ч.
Далее считаем мощность, потребляемую системой:
- Напряжение питания 3.3В
- Модуль Bluetooth для связи с компом потребляет при отсутствии передачи = 4мА, при передаче 115кБод = 37мА. Частота дискретизации для ЭКГ 200Гц, 2-х байтовые отсчёты, получаем 3.2кбит в сек. Передаём данные пачками при соотношении передача - приём 1:10. Получаем средний ток потребления модулем 7.3мА.
- Для усилителей + АЦП + МК закладываем 20мА
- КПД преобразователя батарея - 3.3В полагаем 80%
Итого имеем потребляемую системой мощность от батареи : общий ток 27.3мА х 3.3В / 0.8 = 0.115Вт. Умножаем на 100 часов = 11.5Вт-ч
Вывод, для описываемой системы нужно 2шт. Li-Ion элемента типа 18650, 3.7В. 2200мА-ч

[Андрей Миллер]

Yurkin2007 Благодарю за ответ. Так как раздел для начинающих не постесняюсь расписать и спросить о бо всём.

Для расчёта ёмкости батареи лучше пользоваться Ватт-часами.
Например, стандартная Li-Ion батарейка типа 18650 напряжением 3.7В и ёмкостью 2200мА имеет 3.7х2.2=8.1Вт-ч.

Допустим

Далее считаем мощность, потребляемую системой:
- Напряжение питания 3.3В

Можно взять такое

- Модуль Bluetooth для связи с компом потребляет при отсутствии передачи = 4мА, при передаче 115кБод = 37мА.

Это из личного опыта или какая-то стандартная характеристика BT? Если второе то пожалуйста оставте ссылку.

Частота дискретизации для ЭКГ 200Гц,

Вообще хотелось бы побольше, скажем 500.

2-х байтовые отсчёты, получаем 3.2кбит в сек. Передаём данные пачками при соотношении передача - приём 1:10. Получаем средний ток потребления модулем 7.3мА.

Здесь я не понял вообще ничего

- Для усилителей + АЦП + МК закладываем 20мА

Здесь наверное так же из опыта которым я к сожалению похвалиться не могу. Ок, пускай 20.

- КПД преобразователя батарея - 3.3В полагаем 80%
Итого имеем потребляемую системой мощность от батареи : общий ток 27.3мА х 3.3В / 0.8 = 0.115Вт. Умножаем на 100 часов = 11.5Вт-ч
Вывод, для описываемой системы нужно 2шт. Li-Ion элемента типа 18650, 3.7В. 2200мА-ч

Хорошо, тут ясно. Объясните только от куда всё таки всего 7мА на передачу так как мне кажется что она самая мощная из всех процессов. Хоть что то можно почерпнуть из документации?

[Yurkin2007]

какая-то стандартная характеристика BT

Вот, например, модуль, потребляет ещё меньше при передаче
http://www.free2move.se/index.php?ty...&pk_language=1

Вообще хотелось бы побольше, скажем 500.

Объясните только от куда всё таки всего 7мА

Ну, пусть 500Гц. Это означает, что за 1 сек. накопится 500 измерений ЭКГ, каждое измерение представляет собой 2 байта информации, например, т.е. используется 16-битный АЦП. Эти самые 16 бит умножаем на 500 точек, получаем 8000 битов информации в секунду. Bluetooth модуль имеет скорость передачи, например, 115200 бит в секунду, т.е. часть этой секунды модуль будет передавать 8000 бит, а оставшуюся бОльшую часть той же секунды будет простаивать. При передаче ток потребления, например, 37мА, при простое - 4мА. Примерное соотношение (8000 бит данных + служебные биты) / 115200 составляет 1:10. Получаем 0.1 секунду ток = 37мА, 0.9 секунды ток = 4мА. Средний ток (0.1*37+0.9*4)= 7.3мА

[Андрей Миллер]

Ок, теперь я начинаю понимать. Кстати! - Для конкретно этого модуля я нашёл более подробный даташит (см.преложение). Теперь можно что то и подсчитать!

Пока вот что я нашёл:

Ток АЦП (стр.65) - 0.655mA;
Ток uC на 4MHz - 1.67m;
Ток Tx (Transmit т.е. передачи) - 15mA;

У АЦП разрешения всего - 12 bit;
Минимальное время выборки (стр.71) - 40us; Минимальная частота передачи BT (стр.29) - 250kbps;

Ток простоя BT я принимаю 4mA как вы и предложили.

Я решил записать и расчёты - может кому пригодится.

Кол-во информации в секунду: 500*12=6'000 bit
Отношение передачи к простою: 6'000:250'000=1:42 mA
Ток BT = 15*0.024+4*0.976=0.36+3.904 = 4.264mA

Общий ток: 0.655+1.67+4.264 = 6.589mA

Энергия аккумулятора: 0.8*3,3*6,589 = 17,4 ВтЧ

В общем побольше чем у вас, во многом благодаря малому использованию канала связи.

[Андрей Миллер]

А у какого поставщика можно заказать те батарейки что вы указали?

[Yurkin2007]

Общий ток: 0.655+1.67+4.264 = 6.589mA

По-моему, это слишком оптимистично ! Умножьте общий ток на 2, чтобы иметь запас на непредвиденные расходы !

Энергия аккумулятора: 0.8*3,3*6,589 = 17,4 ВтЧ
В общем побольше чем у вас, во многом благодаря малому использованию канала связи.

Немного не верно ! Не надо путать мА и Амперы, Вт и мВт ! На величину КПД надо делить, а не умножать !
3,3*6,589 / 0.8 = 27,2мВт - это общая потребляемая мощность Вашего утсройства !
Умножаем на 100 часов, получаем 2.72Вт-ч - это полная энергия, необходимая на 100 часов. Как я уже писал, один пальчиковый элемент типа 18650 имеет энергию 8.1Вт-ч, что с лихвой превышает Ваши потребности !

[Yurkin2007]

А у какого поставщика можно заказать те батарейки что вы указали?

Например, http://www.megachip.ru/news.php?id=13

Если у Вас будет величина меньше 5Вт-ч, то не нужно заморачиваться с Li-Ion элементами, возьмите простые пальчиковые NiMH аккумуляторы, 1.2В 2400мАч. Две штуки дадут 2х1.2х2.4=5.8Вт-ч
http://www.chipdip.ru/catalog/show/n...&p.265=&sklad=

[Yurkin2007]

Для конкретно этого модуля я нашёл более подробный даташит (см.преложение).

То, что Вы нашли - это микропроцессор со встроенным 2.4ГГц радиомодулем.
К нему нужно подключить, как минимум, внешнюю флеш-память для Вашей программы (эту память надо как-то прошивать), антенну на 2.4ГГц плюс дорожку на печатной плате с волновым сопротивлением 50 Ом для подключения антенны в микропроцессору, сам микропроцессор 8х8мм с 56-ю ногами, шаг 0.5мм, имеет встроенную ROM с загрузчиком, библиотекой API для работы со встроенными стеком ZigBee и периферией, типа таймеры, UART, SPI, ADC и т.д., это надо изучать, чтобы использовать ...
Всё это выглядит довольно муторно и требует известной квалификации ...
В Вашем случае для передачи ЭКГ на комп, по-моему, проще взять стандартную схему ЭКГ-усилителя на парочке операционников, АПЦ у Вас уже есть, самый простейший PIC-микропроцессор и Bluetooth модуль (модуль уже с антенной на плате !). От процессора нужно только накопить данные от АЦП и передать по UART на Bluetooth-модуль. Этот модуль просто при подаче питания сразу готов к работе как UART. В принимающий компьютер втыкаете другой USB Bluetooth модуль, которой заставляете соединиться с первым. Всё налаживание сведётся только к написанию простой программы и программированию PICа широкодоступными средствами !

[Андрей Миллер]

Немного не верно ! Не надо путать мА и Амперы, Вт и мВт ! На величину КПД надо делить, а не умножать !

Признаю, я поспешил.