batería para un sensor de campo confiable con condiciones de baja temperatura

Rápido: Tendría un buen vistazo a las células de GP ReCyko como un buen punto de partida

Algunas suposiciones:

• Para la temperatura > > cero C una tasa de reporte más baja puede estar bien. Presumiblemente, la estación podría transmitir, por ejemplo, una vez por hora como un control de confianza, PERO caer en el modo "rápido" cada vez que una caída de temperatura amenaza.
• Suponga que el ciclo total de TX a 500 mW es 1 segundo por 10 minutos.
• 1s / 10mins x 500 mW = 5/6 mW. Supongamos que 1 milivatio significa dibujar. Ajuste según sea necesario.
• Supongamos ~~ paquete de 10V para mayor comodidad - > 0.1 mA significa el sorteo.
• 6 meses ~ = 4000 horas o ~ 400 mAh de capacidad requerida.
• En el peor de los casos, 6 meses de fines de otoño - Invierno - Primavera 3 veces más de la capacidad de la batería para permitir efectos de temperatura requiere aproximadamente 1200 mAh. 4x = 1600 mAh. 5 x = 2000 mAh.

Por lo tanto, las células AA de 1200 mAh en muchas químicas probablemente funcionen (ver más abajo).

Las células primarias no son una idea terrible. Alcalinas AA a más de 2500 mAh y un factor de degradación de un promedio de 3x, por ejemplo, duraría aproximadamente 2 años.

La recarga solar se ve altamente atractiva. Potencia media de 1 mW = 24 mW.hora / día. Por ejemplo, 1 hora de carga a 50 mW sería suficiente para mantener la batería siempre cargada. Eso es aproximadamente un panel solar monocristalino o poli cristalino de 1 pulgada cuadrada expuesto a Una "hora de sol" de sol por día en promedio. Como guía, eso sería más que adecuado en NY NY en enero (el peor mes) , y 3 pulgadas cuadradas funcionarían en Moscú en Rusia a mediados del invierno.

En todos los asuntos relacionados con las baterías YMMV en general, la experiencia es, desafortunadamente, la mejor guía para determinar qué tan buenas son las afirmaciones. Los resultados pueden ser muy dependientes del fabricante. En muchos casos, si no tiene el volumen para hacer sus propias investigaciones (y pocos lo hacen), elija una etiqueta de marca reconocida que haya estado en el negocio durante un período sustancial y que pueda haber investigado el producto que venden y respalda los resultados.

Acepto como probable que sea aproximadamente cierto, las afirmaciones técnicas de los fabricantes chinos BYD, BPI y GP (GoldPeak). También las etiquetas convencionales como Sanyo (hacen sus propias celdas, generalmente muy competentes), etc. La mayoría de las demás las trataría con mucho más cuidado. Tenga en cuenta que los GP son tan exitosos que hay clones chinos de sus productos.

Tenga en cuenta que durante más de 6 meses la vida útil de la batería utilizada se vuelve relevante. El NimH es muy pobre, el NiCd es pobre, el ácido de plomo es bueno y el Ion de litio y el LiFePO4 son muy buenos. Baja autodescarga (LSD) Nimh es muy buena. Estos últimos están disponibles como, por ejemplo, Sanyo Eneloop y GP ReCyko. También ahora muchos más.

Para uso general, el GP ReCyko es excelente. Todavía no he encontrado datos sobre el funcionamiento a baja temperatura, pero supongo que, en base a otros datos de NimH, sería correcto decir que -20 ° C a una reducción razonable de su capacidad, es decir, el 33% de la capacidad nominal.

LiFePO4 generalmente se especifica como operando a -20C. Tendrán una pérdida de capacidad sustancial a esta temperatura. Aquí hay un ejemplo de los fabricantes. En general, los fabricantes de renombre se complacen en proporcionar información detallada a los verdaderos interesados.

PérdidadecapacidadEsegráficoesde Hi Power group , que parece ser un fabricante chino típico. Toda esta información debe considerarse como un punto de partida y definitivamente se requiere "diligencia debida" para cualquier cosa relacionada con las baterías.

GP califica sus baterías NimH como operativas a -20C. No tengo datos sobre esto, pero es probable que esté disponible. Aquí hay un ejemplo de una hoja de datos de GPn1500 mAh NimH . Espero que las baterías de menor capacidad dentro de un rango de tamaño determinado se hayan mejorado un poco. Operación de temperatura siendo todo lo demás igual. Ej. 1500 mAh AA mejor que 2500 mAh AA. Pero el aumento de la capacidad inicial puede cancelar esto. (Las baterías de mayor capacidad comprimen todo el material activo posible a expensas del volumen de electrolitos, etc.).

Puede obtener NimH y NiCd en versiones especiales de baja temperatura. Aquí hay algunos ejemplos de Lionik battery Co otro fabricante chino de aspecto típico.

Podrá obtener baterías de baja temperatura de marca y de venta en EE. UU. Estos serán casi invariablemente hechos en China. La elección de una etiqueta de buena reputación en los EE. UU. Le da cierta confianza (o esperanza) de que han realizado la diligencia debida necesaria para garantizar que los reclamos cumplan con la realidad.

Aquí hay una comparación un tanto informal de LiFePO4 con otras 4 químicas de baterías de litio. Tenga en cuenta que en 3 casos se administra Tmin como -20C. Demuestra poco pero vale la pena destacar.

    

Varias cosas. 6 meses no es mucho tiempo para la autodescarga de la mayoría de las baterías, excepto NiMH. Si esto es realmente en un campo, entonces debería poder extender la vida significativamente con una pequeña célula solar.

Algún sabor de la batería de litio debería poder hacer esto. Si realmente solo necesitas 6 meses de vida, entonces una batería primaria puede hacer esto. Acabamos de pasar por un análisis similar de la etapa conceptual y decidimos que nuestro gizmo podría recibir energía durante aproximadamente 1 año a partir de dos células primarias AA. Se encenderían con menos frecuencia y enviarían datos a través de un enlace de radio 802.15 para informar sobre los niveles de sulfuro de hidrógeno que emanan de un relleno sanitario.

Con una célula solar y una batería sobredimensionada, el dispositivo debe poder vivir sin intervención durante la vida útil de la batería. 6 meses en realidad suena como un tiempo bastante corto para algo como esto.

    

Una de las ventajas de la química LiFePO4 es su capacidad para trabajar a temperaturas más bajas que muchas otras. ¿Alguna vez intentaste usar una cámara digital con NiMH a 32F / 0C? ¿O arrancar un coche (plomo ácido) por debajo de 0F? Todas las químicas sufrirán en algún aspecto de su rendimiento, pero creo que LiFePO4 es uno de los mejores a baja temperatura. Dicho esto, con el plan de tu dispositivo, realmente no deberías tener suficiente energía para que nada de eso importe mucho.

Tengo exactamente este tipo de disposición de sensores. Mi dispositivo tiene sensores de temperatura, humedad, baro y un anemómetro, que están conectados a un AVR y utilizan RFM12B para transmitir en interiores. Incluso cuando el RFM12B está encendido todo el tiempo, la plataforma consume menos de 40 mA. Lo tengo para dormir, de modo que todo el dispositivo consume un poco menos de 2mA la mayor parte del tiempo para dormir. Se ejecuta en este Tenergy LiFePO4 (en chino), que se recarga mediante un pequeño panel solar. Ahora me doy cuenta de que ha dicho rfm12b * P , con mayor potencia de transmisión. Eso es diferente, pero no mucho; no debería tener la radio encendida, y debería poder obtener un presupuesto de energía muy bajo.

Este último invierno tuvimos varias noches seguidas con mínimos de -18F (-27C). Mi kludge informó fielmente sus datos (incluido que el voltaje nominal de la batería es constante) sin parpadear.