Hemos diseñado un PCB con un módulo Bluetooth de potencia ultra baja con el objetivo de ejecutarlo con baterías durante aproximadamente 2 años. Hemos medido el consumo de energía, es de 400 uA en promedio, con picos de 20 ms a 3 mA cada 500 ms.
Elegimos colocar 3 baterías alcalinas C clasificadas para 7'200mAh en serie. Nuestro rango de voltaje de trabajo es entre 5V a 2V. Por lo tanto, esperamos 18'000 horas de autonomía, es decir, 25 meses.
El problema: después de 5 meses de encendido, el sistema dejó de funcionar. Descubrimos que una de las tres baterías está completamente muerta, mientras que las otras dos aún tienen algo de energía (1.3 V para las vivas y -0.6 V para la que está muerta). Medimos las impedancias entre los conectores de las baterías, nada por debajo de MOhm.
La pregunta es: ¿por qué se agotan estas baterías después de solo 5 meses? ¿Simplemente tenemos mala suerte con estas baterías? No es muy probable porque sucede en unos 5 dispositivos. No parece que haya un consumo de energía no deseado, lo medimos con un amperímetro en serie con una fuente de alimentación externa, y también agregando una resistencia de 330 Ohmios en serie de las baterías reales para poder ver Los picos utilizando un osciloscopio, los resultados fueron consistentes. ¿Qué nos falta?
Editar: Más detalles sobre la medición actual
Se ha hecho una primera medida reemplazando las 3 celdas con una fuente de alimentación y un amperímetro en serie. Con esto, pudimos cambiar fácilmente la tensión de alimentación para ver cómo estaba cambiando la corriente. Fue como se esperaba, es decir, aproximadamente 400uA con 4.5V y aproximadamente 600uA con 3.3V, lo que debería representar la mayor parte del tiempo con celdas reales.
Se realizó una segunda medida al agregar una resistencia de 330 Ohmios en serie de las células y observamos el voltaje en la resistencia usando un osciloscopio. Hicimos la medición con celdas reales y una fuente de alimentación. Se encontraron los mismos promedios que con el método anterior. y pudimos ver los picos de 3mA. Observamos la señal durante unos 15 minutos sin irregularidades. Vea la captura de pantalla del osciloscopio a continuación para más detalles.
El dispositivo se está ejecutando exactamente en el mismo estado y entorno durante estas mediciones que el uso real en el que descubrimos la corta duración de la batería.