Capacidad de la batería AA

Tu 8.75mA es alto por un factor de tres. Has sumado efectivamente el cargo transferido en un período de 3 segundos y no dividido por 3 para obtener coulombs por segundo o amperios.

Entonces, la corriente promedio es de aproximadamente 2.88mA y teóricamente hablando, quizás puedas obtener (2000mAh / 2.88mA) = 693hr = 28 días de las baterías. Sin embargo, el problema es que las baterías pierden su capacidad más rápidamente a mayores corrientes de drenaje que a bajas corrientes de drenaje. Si está utilizando una batería de alta corriente y alta calidad (por ejemplo, un Eneloop NiMH), probablemente obtendrá la capacidad nominal de la misma.

Una batería barata a menos de 200 mA + carga máxima se descargará más rápido de lo indicado por su capacidad nominal, lo que significa que se reducirá la capacidad real disponible para usted. Sin embargo, de acuerdo con esa hoja de datos de Toshiba, la curva de descarga es bastante lineal, incluso con una carga de alrededor de 3-5 ohmios (donde se encuentra con sus corrientes pico), por lo que el cálculo de rendimiento anterior probablemente sea válido si utiliza las celdas de Toshiba. Para una celda barata o, lo que es peor, para Zinc Battery, será mucho peor.

El segundo problema es que la capacidad nominal es para la descarga a un voltaje bastante bajo (0.9 V), que puede ser un voltaje más bajo que el que puede soportar su circuito. Si su circuito falla a 4.5V (1.1V / celda) pero se calculó la capacidad de la batería para una descarga de hasta 0.9V, entonces claramente obtendrá menos capacidad utilizable que la capacidad nominal.

Después de 18 días, habrá usado 18/28 = 65% de la capacidad. Si toma el gráfico de descarga de voltaje de 140 ohmios de 2 ohmios en la parte inferior izquierda como representativo de la curva de tiempo de descarga / voltaje de la celda (puede ser o no serlo, porque es una descarga muy pesada y puede tener una corriente constante en su lugar). de carga de resistencia constante) y verlo a 0.65 * 140 = 90 minutos, eso le da un voltaje de aproximadamente 1.05V / celda. Por lo tanto, puede esperar ver aproximadamente 4.2 V en su paquete de 4 celdas después de 18 días de uso. Aunque hay muchas incertidumbres allí.

La "capacidad" de una batería AA depende de la magnitud de la corriente extraída.

Este es un ejemplo típico de Duracell por sus baterías AA "Plus":

Si toma 1V como límite inferior y hace las sumas, verá que la capacidad varía de 1000 mAh a 1000 mA a 2700 mAh a 10 mA.

Por lo tanto, para calcular con precisión el voltaje después de 18 días con el ciclo de trabajo que menciona, probablemente se requiera un enfoque matemático mucho más sofisticado que el que he visto hasta ahora.

En particular, el uso de promedios no es útil, las ráfagas cortas de alta corriente agotan la batería mucho más rápido que una corriente constante baja del mismo valor promedio.

La corriente promedio es básicamente de 1 mA más 227 mA x ciclo de trabajo. El ciclo de trabajo es de 25 ms cada 3 segundos o 0.8333%, por lo tanto, la corriente promedio tomada es: -

1mA + (227mA x 0.8333%) = 1mA + 1.89mA = 2.89mA

Dado que generalmente solo el 50% de la "Ah" de una batería es "utilizable" (alerta de generalismo), tiene 1 Ah disponible y esto significa 1000 mAh, por lo tanto, tiene 1000 horas divididas por 2.89 = 346 horas = 14.4 días.

Si realmente puedes usar los 2000 mAh completos, obtendrás 28.8 días.

Podemos tomar algunas fórmulas para calcular la corriente promedio, luego usarlas para calcular la duración de la batería.

La primera fórmula se usa para las corrientes de espera y activa.

  

Promedio I = I * (Tiempo en modo / Período total de tiempo)

En este caso, el período de tiempo total es de 3 segundos, según tus números. Para Standby:

  

Promedio de espera I = 1 mA * (2975 ms / 3000 ms) = 1 mA * 0.9916 = 0.9916 mA

Lo mismo para Active:

  

Promedio activo I = 227 mA * (25 ms / 3000 ms) = 227 mA * 0.0084 = 1.9068 mA

La corriente total simplemente se suma.

  

Promedio activo I + Promedio en espera I = Promedio total I
1.9068 mA + 0.9916 mA = 2.8984 mA

Suponiendo un promedio de 2800 mAh para cualquier batería alcalina AA de calidad, podemos calcular el tiempo total:

  

Tiempo = Capacidad / Actual

     

Tiempo = 2800 mAh / 2.8984 mA = 966.05 Horas

Como necesita días, divida las horas entre 24.

  

966.05 / 24 = 40.25 días

Si bien hay algunos factores ambientales que pueden limitar la batería, la clasificación de 2800 mAh para una batería AA por lo general ya lo considera.

Puede leer en profundidad los cálculos en este documento técnico de Texas Instruments: MCU de evaluación comparativa consumo de energía para aplicaciones de potencia ultra baja .