¿Cómo medir la vida útil / capacidad de la batería alcalina en el circuito de LED de práctica?

El voltaje de una batería alcalina AA comienza en 1.5 y cae a un corte de 0.8V. Esto hace que el alcalino sea una mala elección para alimentar un LED. Quieres una curva de descarga más plana. Li-ion es una opción mucho mejor. Puede alimentar fácilmente estos LED con una sola batería 18650.

La vida útil está determinada por la tasa de descarga. A 25mA espera 3000 mAH. A 100 mA se esperan 2500 mAH. Consulte Especificaciones de ENERGIZER E91 El punto medio sería de 2750 mAH.

Tres alcalinas AA en serie tendrán una curva de descarga de 4.5 a 2.6 v. Un valor mejor sería 11Ω, lo que le daría 75 mA en el punto medio de 3,6 V entre los nuevos 4,5 V y la descarga a 2,77 V.

Cada uno de estos LED debe / debe tener una resistencia limitadora de corriente. Medió 76 mA, que solo es válido para cualquier voltaje de batería en ese instante. La tensión disminuye continuamente, así como la corriente.

Primero debe especificar la corriente requerida para el brillo deseado. El uso de una calculadora en línea para obtener el valor de la resistencia óptima. Me gusta la calculadora de resistencia de la serie LED de Hobby Hour

A 75 mA cada LED usa 12,5 mA.

Un 3.6V 18650 Li-ion se descargará a 3.2V, una curva mucho más plana. A 4,5 V, un LED con un Vf de 2,77 usaría una resistencia de 140Ω para 12,5 mA. Para 12.5 mA con un mínimo de 2.77 V, la resistencia óptima sería 10Ω. La resistencia a usar se calcularía con el voltaje del punto medio de 3.6 V, que es de 66Ω. Pero el rango de brillo sería notable. Esto le dará un promedio de 45 mW por LED o 270 mw para los 6 LED. Con una capacidad de batería de 2750 mAH, la vida útil sería de 36,66 horas con una eficiencia promedio del 76%.

Si necesita un brillo muy constante, se requerirá un regulador de corriente constante. algo como un On-Semi NSI45060JD funcionaría bien. Para una mayor eficiencia, un regulador reductor de conmutación puede funcionar mejor. Una TI TPS63030DSKR es muy simple, con poca cantidad de piezas, pequeña y económica. Funcionaría muy bien ya que la eficiencia variaría entre 90% @ 4.5V y 80% a 2.4V. Está diseñado especialmente para baterías alcalinas serie 2-3 AA o un solo NiMH o Li-ion.

Un regulador de conmutación produciría aproximadamente un 10% más de duración de la batería, o aproximadamente 40 horas.

No importa cuál sea el voltaje en los LED, 2.77 V es el adecuado para los LED modernos. Sin embargo, tres baterías alcalinas deben entregar al menos 3.3 a 4.5 V bajo esta carga modesta, por lo que debe haber algún otro circuito (o solo una resistencia) en serie con este conjunto de LED. Sin embargo, nada de esto importa, el único 76 mA es importante. Su estimación es correcta, una batería de elementos con una capacidad de 2200 mAh (supongo que estos son elementos de tamaño AA) durará aproximadamente 28 horas a una velocidad de carga de 76 mA.

EDITAR: puede ESTIMAR el tiempo de trabajo como 2200/76. Será una buena estimación aproximada. No se puede mejorar mucho considerando la caída de voltaje del LED sobre el agotamiento gradual de la batería, ya que el resultado exacto dependerá del tipo de controlador de LED (resistencia simple o convertidor DC-DC), la capacidad real de la batería bajo la corriente de carga especificada (y el fabricante), y temperatura general de batería y LEDs. Así que cualquier estimación "mejor" será dudosa a lo sumo. Si desea medir, simplemente mídalo con un cronómetro.