Ich arbeite an einem drahtlosen Sensornetzwerkprojekt, das aus Sensoren besteht, die auf ATmega328 und MRF24J40MA basieren. Es wird erwartet, dass der Sensor die meiste Zeit schläft, in regelmäßigen Abständen aufwacht, um Sensordaten zu sammeln und gesammelte Daten sporadisch über 802.15.4 zu senden.
Ich bin mir nicht sicher, wie ich die Schaltung für eine längere Lebensdauer mit Batterien versorgen soll. Ich ziehe zwei Optionen in Betracht:
Verwenden Sie LVD1117V33 , um 4 x AA-Batterien auf 3,3 V herunterzuskalieren. Ich denke, dies bedeutet, dass der Betriebsspannungsbereich der Batterien 6 V bis 3,3 V beträgt.
Verwenden Sie NCP1402 , um 2 x AA oder 1 x AA auf 3,3 V hochzuskalieren. Ich erwarte, dass die Batterie fast auf ihr Minimum entladen wird, bis die Schaltung ausfällt.
Die zweite Option klingt vielversprechender, aber übersehe ich da nicht etwas? Gibt es Optionen?
Ihr ATmega328 arbeitet bis zu 1,8 V, die MRF bis zu 2,4 V. Eine sehr einfache Lösung wäre die Verwendung von zwei Alkalibatterien (oder einer LiSoCl2!) Batterie ohne Umbau. Die MRF arbeitet bis zu 1,2 V pro Batterie. Ich weiß nicht, wie viel Saft auf diesem Niveau übrig ist, ich konnte in ein paar Minuten beim Googeln keine Grafik finden.
Eine weitere einfache Option wäre die Verwendung von 3 Alkalibatterien und die Speisung des MRF über einen linearen 2,7-V-Regler, der nur bei Bedarf eingeschaltet wird (entweder ein P-Fet mit einem 3-Bein-Regler oder ein Regler mit einem Aus-Pin). . Wenn Sie ein paar ATmega328-Ausgangspins parallel schalten, können Sie wahrscheinlich sogar einen 3-Bein-Regler direkt speisen. Ein MCP1702-2.7 hat 0,7V Dropout (?), also wären die Akkus bis herunter zu (2,7 + 0,7) / 3 = 1,13 V brauchbar. Wer ganz schlau sein will: bei 1,13V pro Akku könnte man den ATmega328 speisen lassen die Batterie direkt an die MRF, unter Umgehung des Reglers.
Der NCP1402 scheint eine anständige Wahl für eine AA-Batterie zu sein, aber mit zwei Batterien in Reihe kann es sein, dass die Ausgangsspannung (3,3 V) bei leichten Lasten etwas über 3,3 V ansteigt. Abbildung 4 zeigt nicht an, dass eine Spannung von mehr als 2,5 V verwendet werden kann, um 3,3 V zu erzeugen, während Abbildung 58 impliziert, dass Sie für größere Lastströme mit einer Eingangsspannung von 3 V in Ordnung sein können.
Abbildung 57 impliziert (aufgrund der Diagrammkurve), dass etwas weniger als 3 V für einen 3,3-V-Ausgang ohne Last in Ordnung sind.
Die bisherigen Vorschläge implizieren, dass Sie zwei Möglichkeiten haben:
1) Verwenden Sie einen Linearregler, der Vin-Vout als Wärme abführt
2) Umgehen Sie den Regler, indem Sie 100 % des ungeregelten Vin durch das Gerät fallen lassen
Eine dritte Möglichkeit wäre die Verwendung eines Schaltreglers. Aufwärtswandler erzeugen am Ausgang eine höhere Spannung als am Eingang und benötigen daher am Eingang einen höheren Strom als am Ausgang, den keine der oben beschriebenen Batterien liefern sollte. Ich habe das Datenblatt für Ihre spezifische Komponente nicht gezogen, aber es gibt wahrscheinlich ein Drop-In-Äquivalent (Gehäuse- und Pin-kompatibles) Schaltmodus-Äquivalent dafür, das nur wenige oder keine externen Komponenten erfordert.
Abhängig von Ihrer Sensoraktualisierungsrate könnte eine ziemlich kleine Solarzelle (wenn Sonnenlicht für Ihr Gerät verfügbar ist) den Aufwärtswandler mit Strom versorgen und das Gerät "kostenlos" betreiben, während gleichzeitig ein Superkondensator aufgeladen wird, um das System die ganze Nacht bis zum Morgen mit Strom zu versorgen . Zwei Supercaps parallel würden Ihre Laufzeit ohne Eingangsleistung ungefähr verdoppeln. Ich vermute, dass ein paar Supercaps Ihr Setup möglicherweise viele Tage lang zwischen Stromanwendungen betreiben könnten, aber Sie könnten auch einfach eine geeignete wiederaufladbare Zelle ersetzen, wenn Sie die Stromversorgung für längere Zeiträume garantieren möchten. Der Aufwärtswandler wird die Zelle den ganzen Tag (langsam) wieder voll aufladen, solange genügend Sonnenlicht vorhanden ist.
Diese sind nicht speziell für Ihre Anwendung spezifiziert, sondern um Ihnen einige Ideen zu geben:
Diese sind extrem winzig: https://www.sparkfun.com/products/9962
Da ich Ihren Leistungsbedarf nicht summiert habe, ist dies möglicherweise zu extrem klein, um für Ihren Zweck sogar parallel kostengünstig zu sein. Wählen Sie in diesem Fall eine etwas weniger kleine aus. :)
DIP8 Step-Up/Down: https://www.sparkfun.com/products/317
1F, 2,5 V Supercap: https://www.sparkfun.com/products/10068
Zwei in Reihe würden eine 0,5-F-, 5-V-Sicherung ergeben.
10F, 2,5V Supercap: https://www.sparkfun.com/products/746
Linear stellt auch tausend verschiedene Familien von Power-Management-Chips her. Viele sind im Herzen SMPSs, aber mit einer Vielzahl praktischer Funktionen ausgestattet, wie z Batterieladung und/oder -entladung, Überstromschutz usw. usw. Mit der parametrischen Suche sollten Sie den perfekten Chip sehr schnell finden können.
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