Ich habe ein kleines 3-Volt-Gerät mit einer MCU und 8 LEDs, das ich derzeit mit zwei in Reihe geschalteten AAA-Batterien versorge. Mit frischen Batterien beginne ich mit etwa 3,2-3,3 Volt und erhalte eine sehr gute Helligkeit auf meinen LEDs, sie sind fast heller als sie sein müssen. Nach ein paar Monaten lässt die Helligkeit jedoch deutlich nach (die LEDs blinken nur etwa eine Stunde pro Tag).
Ich hatte die Idee, zwei zusätzliche AAA-Batterien hinzuzufügen, für insgesamt vier Batterien und eine Spannung von 6 Volt (6,4 Volt beginnend mit frischen Batterien). Ich würde diese dann mit einem Buck-Boost-Wandler verwenden, der auf eine Ausgangsspannung von 3 Volt eingestellt ist. Bei zwei Dingen bin ich mir aber wirklich unsicher:
Wie berechne ich die Batterielebensdauer dieser neuen 6V/Buck-Boost-Kombination? Ich gehe davon aus, dass das Gerät auch dann noch funktionieren würde, wenn alle vier Batterien deutlich unter 3 Volt ausgeben, aber wie weit kann es gehen und das Gerät noch mit Strom versorgen? Ich nehme an, ich kann mit meinem aktuellen 3-V-Setup nie mehr als die doppelte Batterielebensdauer erreichen?
Überdenke ich das? Vielleicht wäre es besser, die beiden zusätzlichen AAA-Batterien parallel hinzuzufügen. Hat jemand Erfahrung?
Wie in den Kommentaren erwähnt, ist die beste Lösung wahrscheinlich die Verwendung von 2 AA in Reihe im Gegensatz zu 2 AAA.
Beginnen wir mit dem Bekannten. Ihre MCU zieht wahrscheinlich einen vernachlässigbaren Strom, es sei denn, Sie haben alle Arten von Peripheriegeräten, die Sie nicht benötigen (Timer, ADC usw.), oder sie treibt die LEDs direkt an (was normalerweise eine schlechte Idee ist, es sei denn, sie ziehen nicht). viel Strom von den I/O-Pins).
Wenn Sie Alkalibatterien der 2er-Reihe verwenden, erhalten Sie eine Spannungsschiene von ~ 3 V. Alkalibatterien sind 1,5-V-Zellen, aber frische geben Ihnen fast immer etwa ein Zehntel mehr Spannung, daher Ihre gemessene 3,3-V-Schiene. Das wird nicht so lange dauern.
Ihre angegebenen LEDs sind für 3,2 V bei 20 mA ausgelegt. Beachten Sie, dass Sie keine 20 mA durch diese Widerstände schieben müssen, wenn Sie sie nicht so hell benötigen. Dies ist ein häufiger Fehler bei einfachen LED-Designs. Wenn Sie den Strom auf 10 mA pro String reduzieren, erhalten Sie bei doppelter Laufzeit nahezu die gleiche Helligkeit. Die LED-Leuchtdichte hat normalerweise keine lineare Beziehung zur Stromaufnahme.
Andererseits könnten Sie die LEDs auch von der MCU aus pulsieren. Schalten Sie sie für 1 ms bei vollem Strom ein und für 2 oder 3 ms aus. Sie können mit diesem PWM-Tastverhältnis spielen, um zu sehen, wie lange Sie die LEDs ausgeschaltet lassen können, bevor Sie die Abnahme der Helligkeit wirklich bemerken. Pulsierende LEDs wie diese sparen Strom, da sie nur einen Teil der Zeit eingeschaltet sind und etwas kühler bleiben, was ihre Lebensdauer und Effizienz erhöht.
Natürlich ist die einzige Möglichkeit, den Strom zu begrenzen, ohne einen tatsächlichen Stromtreiber zu verwenden, die Verwendung von Vorwiderständen.
Verwendest du Vorwiderstände? Sie haben es nicht erwähnt, und ein weiterer häufiger Fehler bei diesen einfachen LED-Schaltungen besteht darin, billig zu werden und auf sie zu verzichten. Dies ist fast immer eine schlechte Idee, besonders wenn sie von MCU-Pins angesteuert werden. Wenn Sie Widerstände verwenden, haben Sie noch weniger Spannung, die über die LEDs abfällt, und es war anfangs kaum genug.
Wenn Sie 2 weitere AAA-Batterien der Serie parallel zu den ursprünglichen 2 einsetzen, würde dies theoretisch die Kapazität der Bank verdoppeln; Dies ist jedoch auch keine gute Idee. Batterien spielen parallel nicht immer gut, besonders nicht billige Alkaline. Parallele Batterien können mit Lade- und Verlustreglern gut funktionieren, aber Sie laufen immer Gefahr, dass unausgeglichene Batterien versuchen, sich ständig ineinander zu entladen.
Das soll nicht heißen, dass es nicht funktioniert (ich habe viele im Laden gekaufte Produkte gesehen, die dies tun), es ist nur schlechtes Design und es wird nicht so gut funktionieren, wie Sie es beabsichtigt hatten.
Wenn Sie 4 AAA in Reihe schalten, verdoppelt sich die Quellenspannung. Mit einer linearen Regelung bringt Sie das nicht weiter, aber mit einem guten Schaltregler kann dies die Laufzeit verlängern. Trotzdem ist es nicht so gut, nur die Batteriekapazität auf 2 AA zu erhöhen.
Eine Sache, die Sie mit einer erhöhten Spannungsschiene tun könnten, ist, einen sehr billigen LDO-Regler einzusetzen, um die Spannung für das MCU-Netzteil und die Stromstränge von 2 Reihen-LEDs mit Vorwiderstand direkt von der 6,4-V-Schiene abzusenken. Um sie zu steuern, können Sie den Strom in die MCU-Pins (aktiv niedrig) einspeisen, anstatt ihn von den Pins zu beziehen. Dies halbiert Ihren Stromverbrauch und erhöht die Laufzeit; Sie haben jedoch die Anzahl der Batterien verdoppelt - ein Nettogewinn von null.
Wenn Sie es sich leisten können, 2 weitere AAA-Batterien hinzuzufügen, sollten Sie von Anfang an nur 2 AA-Batterien verwenden.
Andi aka
David Högberg
Botnisch
Botnisch
Autistisch
David Högberg
Löffel
Löffel