Cómo lidiar con diferentes necesidades de voltaje en una placa de bajo consumo de energía accionada por batería

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Voy a diseñar una pequeña caja de sensores inalámbricos para un proyecto de estación meteorológica. Esto implica:

  • Un sensor que funciona a 3.0-3.6V (1mA)
  • Una MCU, funcionando a 3.0-5.5V
  • Un transmisor de 433MHz que toma alrededor de 6-12V. Cuanto mayor sea el voltaje, más amplio será el rango. Tal vez, 9V es suficiente. (consumo de energía desconocido)

Como el consumo de energía debe ser lo más bajo posible, la MCU se apagará la mayor parte del tiempo (consume < 1µA) y se activará de vez en cuando (consume en el orden de mA o 10mA). Encenderá el sensor y el transmisor, hará su trabajo y volverá a dormir.

El punto es cómo potenciar esto. Mis ideas:

  • Una batería de alto voltaje que alimenta directamente el transmisor y un regulador que genera la energía de la MCU / Sensor. Esto es barato y simple, pero dudo que sea una buena idea: ¿un regulador para estas corrientes bajas es eficiente / factible? Pro: funciona con una sola batería.

  • Una batería de bajo voltaje para alimentar la MCU. Pero uno necesita aumentar este voltaje para el transmisor, lo que hace que el circuito sea más complejo.

  • Una batería de alto voltaje y de bajo voltaje para alimentar la MCU y el transmisor por separado. También podrían ser dos baterías de bajo voltaje, y el transmisor usa ambas en serie. Pero esto necesita una mayor cantidad de baterías ...

Entonces, mi pregunta es: ¿cuál es la mejor / forma estándar de alimentar varias partes con diferentes necesidades de voltaje en un dispositivo de bajo consumo?

    
pregunta sweber

1 respuesta

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Debido a que su sistema pasa la mayor parte del tiempo en reposo, me gustaría ir con la primera opción, ya que es la más simple y elimina los problemas con diferentes tiempos de vida de la batería.

Yo usaría un regulador lineal Iq ultra bajo (existen muchas soluciones para esto) para derivar 3.3V y alimentación esto directamente a la MCU.

Utilizaría un interruptor de alimentación (solo un MOSFET de canal P) para alimentar el sensor desde 3.3V según sea necesario.

También usaría un MOSFET de canal P para conectar la alimentación de la radio directamente desde la batería.

Por lo tanto, la MCU puede despertarse, encender el sensor, tomar las lecturas, apagar el sensor, realizar cualquier procesamiento necesario, encender la radio y enviar datos, apagar la radio, volver a dormir.

El consumo de corriente total en reposo es MCU + Iq regulador. No consideré un conmutador para 3.3V, ya que es difícil obtener una corriente de regulador baja en modo operativo (que la MCU necesita). Dicho esto, tuve este dispositivo en mi bandeja de entrada esta mañana.

Hay otras formas, pero esta parece la más simple.

Tenga en cuenta que existe una lógica de interfaz capaz de interactuar a través de los circuitos cuando un lado está apagado, pero el consumo de corriente en este modo puede ser demasiado alto en esta aplicación, pero hay otras formas de garantizar que no existan rutas actuales desde un área activa de un circuito a las zonas de apagado.

    
respondido por el Peter Smith

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