2xAAA batería = 3.3v / 250mA convertidor elevador con control de potencia controlado por lógica [reemplazado]

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EDIT : Los requisitos en la pregunta a continuación parecen ser prácticamente imposibles de resolver, pero afortunadamente después de un poco de excavación, encontré un dispositivo RS232 equivalente alternativo que funciona con una batería de 3.7 V Po en lugar de 3.0V AAAs.
La moraleja de esta historia: no compre durante el mayor tiempo posible, puede resultar extremadamente beneficioso :)
Le he pedido a una nueva pregunta para mi nuevo conjunto de requisitos .

Necesito conectar un módulo Wi-Fi / RS232 a un dispositivo de monitoreo de baja potencia que necesite arrancar periódicamente, "hacer ping" al servidor y luego volver a apagarlo. Para una máxima portabilidad, me gustaría alimentar el módulo Wi-Fi a través del par de baterías AAA integradas en el propio dispositivo.

Esta decisión se consideró viable en función del hecho de que el dispositivo en cuestión tiene muy poca potencia y tarda un poco más de un mes en agotar sus baterías con el uso normal, y el hecho de que el módulo Wi-Fi solo se encenderá durante unos momentos a la vez y generalmente usará cantidades relativamente pequeñas de energía. Estoy muy seguro de que podré obtener por lo menos unos días de duración de la batería con el módulo de Wi-Fi adjunto, y no será un problema colocar nuevos recargables en la unidad cada cierto tiempo.

Ahora, el módulo de Wi-Fi que he seleccionado dibuja 3.3v en un pico de 250 mA, por lo que necesito un convertidor elevador para ejecutarlo en dos AAA. Sin embargo:

  1. El convertidor debe caber dentro de un compartimiento de 50x54 mm de tamaño, aproximadamente de 4-5 mm de grosor. Por lo que vale la pena, esta área está aislada, por lo que afortunadamente no es necesario tener en cuenta el aislamiento.
  2. Dejando de lado la innecesaria aislamiento, el convertidor elevador necesita producir prácticamente cero EMI / RFI debido al entorno médico electromagnéticamente sensible en el que se utilizará el dispositivo, lo que no tolera los niveles bajos de radiación continua EMI / RFI particularmente bien (aunque las ráfagas cortas de Wi-Fi estarán bien).
  3. Nunca antes he tratado con convertidores elevadores, y no estoy seguro de qué efectos podría tener el comportamiento / las características eléctricas del convertidor en otros dispositivos electrónicos (una CPU, etc.) en mi dispositivo RS232. ¿Qué podría necesitar considerar al respecto?
  4. El módulo Wi-Fi consume 8 mA cuando está inactivo, lo que mataría a un par de AAA con bastante rapidez. Puedo controlar la línea DTR del dispositivo serie como un GPIO, por lo que debería ser posible configurar DTR alto o bajo para encender o apagar eléctricamente el convertidor elevador. Sin embargo, no tengo la menor idea de cómo hacerlo de manera electrónica, aunque puedo decir que el dispositivo RS232 utiliza la nivelación de la señal TTL, en lugar de los niveles de voltaje estándar RS232.

Debo admitir que las soluciones basadas en componentes SMD no funcionarán muy bien para mí; Tengo habilidades de soldadura non -MD pasables, pero nunca he trabajado con componentes SMD, y si es posible me gustaría construir este dispositivo, preferiblemente con éxito.

Si existe un módulo de conversión de energía prefabricado y económico que cumpla con los requisitos anteriores, sería una opción muy atractiva.

Como alternativa, dado que el adaptador / convertidor no se moverá después de que se instale, soldar directamente las patas de los componentes que no son SMD también sería una solución aceptable.

    
pregunta i336_

3 respuestas

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Después de descubrir que es prácticamente imposible obtener prácticamente cero RFI / EMI de un diseño de conmutación, en realidad hice un poco más de investigación y encontré un dispositivo de destino alternativo (equivalente) que funciona con 3.7v en lugar de 3.0v, así que todo Lo que tengo que hacer es eliminar 0.7v ahora.

He preguntado una nueva pregunta para mi nuevo conjunto de requisitos .

    
respondido por el i336_
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  1. Restricciones de tamaño: El desafío sería la altura de 4-5 mm, en lugar de las otras dos dimensiones: un convertidor de refuerzo normalmente requerirá un inductor, que probablemente sea la parte más alta.

    Por ejemplo, este prebuilt 1 V - > El módulo convertidor de refuerzo de 3,3 V es de 12x22 mm, pero el inductor tiene 6 mm de altura:

    Esteejemplonoofreceunpindehabilitación,aunque-Mibúsquedasuperficialmuestravarias 5 Volt y 12 Volt potencia los módulos convertidores con un pin de habilitación, pero no para una salida de 3.3 Voltios.

  2. Restricciones de EMI: este es un problema más difícil. Un convertidor de refuerzo típico funciona activando y desactivando las corrientes usando un oscilador, por lo tanto, incluso con los condensadores de filtro en la placa, habrá algo de EMI en la frecuencia de oscilación y sus armónicos. Estos módulos ciertamente no son electrónica de grado médico. "Virtualmente cero" es virtualmente imposible.

    Una opción es usar un convertidor elevador de 5 voltios como this , seguido de una baja baja, baja - rizar el regulador lineal para producir los 3,3 voltios deseados. El riel de 3.3 voltios tendrá un ruido insignificante.

    LaradiaciónEMIdirecta,especialmentedelinductordelconvertidorboost,seguirásiendounproblema.Parasolucionaresteproblema,seríaútilprotegertodoelconjuntoconunacajametálicaomalla.Solotuspropiaspruebasrevelaránsiestotieneelpropósitosuficiente.

  3. Losmicrocontroladoresgeneralmentefuncionanperfectamentebieninclusoconrielesdepotenciabastanteruidosos(ondulaciónde50a100mV)delosconvertidoresderefuerzo.Además,unhíbridoqueincorporaunLDO,comosesugirióanteriormente,abordaesteproblemacompletamente.

  4. Elpin"DTR" en el convertidor de aumento de 5 voltios sugerido anteriormente podría alternarse con el pin DTR, pero entonces, ¿cómo estaría suministrando energía al dispositivo serie cuando el impulso está apagado?

    Para aplicaciones similares, he usado un suministro no regulado (solo condensadores) de las células AAA en un microcontrolador mínimo como el ATtiny85, y usé los pines de salida del microcontrolador para alternar el controlador de refuerzo que alimenta el resto de mi dispositivo. Considera si esto funciona para tu diseño.

respondido por el Anindo Ghosh
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¿Podría utilizar un enfoque de "dos pasos"?

¿Utiliza un microcontrolador pequeño y barato con radio inalámbrica (no wifi) y luego un dispositivo similar a 'repetidor' que reenvía el 'ping' a Wifi?

Luego podría usar un JeeNode Micro módulo de radio basado en ATMega y una PC, computadora portátil o incluso algo como un Raspberry Pi con un receptor de radio y un módulo Wifi.

El micro JeeNode es realmente de baja potencia y puede funcionar con una celda de moneda o dos o tres baterías AAA / AA. Si el 'ping' es pequeño y muy poco frecuente, puede ejecutar durante meses en una celda de moneda.

Todos estos utilizan controladores estándar (ATMega / ATTiny) y radios (Hope RF) y pueden construirse de forma económica en una placa de pruebas / perfboard si es necesario.

    
respondido por el RJR

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