Fuente de alimentación eficiente para proyectos integrados

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Estoy trabajando en un proyecto de red de sensores inalámbricos que consiste en sensores basados en ATmega328 y MRF24J40MA. Se espera que el sensor permanezca dormido la mayor parte del tiempo, despertándose a intervalos regulares para recopilar datos del sensor y enviando esporádicamente los datos recopilados a través de 802.15.4.

No estoy seguro de cómo alimentar los circuitos para prolongar la vida útil de las baterías. Considero dos opciones:

Use LVD1117V33 para reducir las baterías de 4xAA a 3.3V. Supongo que esto significa un rango de voltaje operativo de baterías de 6V..3.3V.

Use NCP1402 para ampliar 2xAA o 1xAA a 3.3V. Espero que la batería se agote casi al mínimo hasta que falle el circuito.

La segunda opción parece más prometedora, pero ¿no me olvido de algo? ¿Hay alguna opción?

    
pregunta Farcaller

3 respuestas

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Su ATmega328 funciona a 1.8V, el MRF a 2.4V. Una solución muy simple sería usar dos baterías alcalinas (¡o una LiSoCl2!) Sin ninguna conversión. El MRF funcionará hasta 1.2V por batería. No sé cuánto jugo queda en ese nivel, no pude encontrar un gráfico en unos minutos en Google.

Otra opción simple sería usar 3 baterías alcalinas y alimentar el MRF a través de un regulador lineal de 2.7V que se enciende solo cuando es necesario (ya sea un P-fet con un regulador de 3 patas o un regulador que tiene una de pin). Si pone en paralelo unos pocos pines de salida ATmega328, es probable que incluso pueda alimentar directamente un regulador de 3 patas. Un MCP1702-2.7 tiene un desprendimiento de 0.7V (?), Por lo que las baterías serían útiles hasta (2.7 + 0.7) / 3 = 1.13 V. Si quiere ser realmente inteligente: a 1.13V por batería podría dejar que el ATmega328 se alimente La batería directamente al MRF, sin pasar por el regulador.

    
respondido por el Wouter van Ooijen
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El NCP1402 parece una opción decente para una batería AA, pero con dos baterías en serie, es posible que el voltaje de salida (3.3 V) aumente un poco por encima de 3.3 V en cargas ligeras. La figura 4 no indica que se pueda usar un voltaje superior a 2.5V para generar 3.3V, mientras que la figura 58 implica que para corrientes de carga más grandes puede estar bien con un voltaje de entrada de 3V.

La Figura 57 también implica (debido a la curva del gráfico) que un poco menos de 3V estará bien para una salida de 3.3V sin carga.

    
respondido por el Andy aka
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Las sugerencias hasta ahora implican que tiene dos opciones:

1) Use un regulador lineal, disipando el Vin-Vout como calor

2) Omita el regulador eliminando el 100% del Vin no regulado a través del dispositivo

Una tercera opción sería utilizar un regulador de conmutación. Los convertidores de refuerzo producen un voltaje más alto en la salida que la entrada y, por lo tanto, requieren una corriente más alta en la entrada que la salida que ninguna de las baterías descritas anteriormente debería tener un problema de suministro. No extraje la hoja de datos de su componente específico, pero es probable que exista un modo de conmutación equivalente (compatible con pin y paquete) que requiere pocos o ningún componente externo.

Dependiendo de la frecuencia de actualización de su sensor, una célula solar bastante pequeña (si la luz solar está disponible para su dispositivo) podría alimentar el convertidor elevador y hacer funcionar el dispositivo de forma gratuita mientras se carga un supercapacitador para alimentar el sistema a través de noche hasta la mañana. Dos supercápsulas en paralelo duplicarían aproximadamente su tiempo de ejecución sin potencia de entrada. Sospecho que un par de supercápsulas podrían ejecutar su configuración por muchos días entre aplicaciones de energía, pero también podría sustituir una celda recargable adecuada si desea garantizar la energía por períodos más largos. El convertidor de refuerzo hará que la celda (lentamente) haga que la celda vuelva a estar llena todo el día, siempre que haya suficiente luz solar.

Estos no son específicos, especialmente para su aplicación, pero le dan algunas ideas:

Estos son extremadamente pequeños: enlace

Como no sumé sus requisitos de energía, esto es posiblemente también extremadamente pequeño, incluso paralelo en forma rentable para su propósito; En ese caso, seleccione uno un poco menos pequeño. :)

DIP8 step-up / down: enlace

Supercap 1F, 2.5V: enlace

Dos en serie harían una copia de seguridad de 0.5F, 5V.

Supercap 10F, 2.5V: enlace

Linear también fabrica mil familias diferentes de chips de administración de energía. Muchos son SMPS en el corazón, pero vienen equipados con una variedad de funciones prácticas como habilitación de salida, protección contra polaridad inversa, detección de baja potencia / baja potencia, conmutación por error de batería redundante y / o fuente de alimentación de respaldo, equilibrio de carga, equilibrado carga y / o descarga de la batería, protección contra sobrecorriente, etc, etc ... Debería poder encontrar el chip perfecto muy rápidamente utilizando su búsqueda paramétrica.

    
respondido por el Jon

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