Wie kann die Gebühr ermittelt werden?

Es gibt eine ganze Reihe verschiedener Methoden, die alle ihre Vor- und Nachteile haben.

Eine der einfachsten ist es, einfach die Spannung aus der Batterie zu messen. Während die Batterie geladen oder entladen wird, variiert die Ausgangsspannung, wie in diesem Diagramm von digikey gezeigt :

Natürlich variiert die Kurve stark je nach Batterietyp sowie Temperatur und anderen Bedingungen.

Eine andere Methode, die ich gesehen habe, besteht darin, die Stromentnahme aus der Batterie mit Hilfe eines sehr kleinen Widerstands und eines Stromerfassungsverstärkers zu überwachen. Wenn man weiß, wie viel Kapazität in der Batterie vorhanden sein sollte , und wenn man weiß, wie lange die Batterie bei bestimmten Strompegeln betrieben wurde, kann man abschätzen, wie viel Ladung noch vorhanden ist.

Dies sind nur ein paar grundlegende Beispiele. Es gibt viele integrierte Chips und Schaltungen, die speziell für den Zweck der Überwachung des Stromverbrauchs entwickelt wurden.

Eine ausführlichere Erklärung finden Sie bei Battery University .

ACPI ist das größte praktische Beispiel, das mir bekannt ist. Es dient als Standard für die Leistungsüberwachung, -steuerung und alles dazwischen. Es ersetzte ältere Standards, die die Verantwortung für die Energieüberwachung dem BIOS übertrugen, was wiederum die Abhängigkeit von der Chip-Firmware erforderte, um die erforderlichen Informationen an das BIOS zu melden (Ladepegel, Erschöpfungsraten). Die Idee war, dass ACPI die Kommunikation zwischen Hardware und dem Betriebssystem standardisieren würde. Dieser SU-Beitrag enthält ein vereinfachtes Beispiel. Bei einem Laptop beispielsweise kann die Firmware auf der Hauptplatine Befehle vom Betriebssystem zum Lesen und Einstellen von Energiezuständen akzeptieren.

Was die Hardware zum Bestimmen der in einer Batterie verbleibenden Ladungsmenge betrifft, so hängt diese zunächst von der Art der Batterie ab. Unterschiedliche Designs haben unterschiedliche Entladespannungskurven. Je nach Kurve könnte eine einfache Messung des Spannungsabfalls einen grundlegenden Einblick geben. Laptops und iPhones verwenden jedoch eher Li-Ion-Akkus, die für den größten Teil ihrer Entladung relativ flache Spannungsentladungskurven aufweisen. Wenn Sie einen Spannungsabfall messen, bedeutet dies, dass die Batterie fast leer ist. Die Coulomb-Zählung kann eine vernünftige Aufgabe zur Bestimmung des Ladezustands in der Batterie erfüllen, vorausgesetzt, dass die grundlegenden Eigenschaften und der Versatz berücksichtigt werden. Das heißt, eine Schaltung kann messen, wie viel Strom bei einer Ladung und wie lange in eine Batterie geflossen ist, und daraus und anderen gespeicherten Informationen über die Batterie bestimmen. wieviel strom geht raus. Dies erfordert natürlich, dass Sie den Batteriezustand im Laufe der Zeit verfolgen, und die Leistung kann sich immer noch verschlechtern und zusätzliche Verzerrungen hinzufügen (die jedoch immer noch mathematisch berücksichtigt werden können).

BEARBEITEN: Dieser Artikel sieht aus wie ein gutes Beispiel für die Hardware, die in die Überwachung der Batterie einfließen kann. Diese spezielle Schaltung scheint einen Strommessaufbau mit Komparatoren zu verwenden, die verschiedene Bedingungen überwachen und Flags dafür senden können (Überspannung war ein gegebenes Beispiel). Die Bestimmung der verbleibenden Ladung kann jedoch immer noch mühsam sein, da der Stromverbrauch keineswegs linear ist, insbesondere für ein Gerät wie ein iPhone oder einen Laptop. Datenerfassungsschaltkreise können jedoch in Kombination mit Informationen aus dem Datenblatt des Geräteherstellers auf Software ausgelagert werden, um Berechnungen durchzuführen, die eine ungefähre Vorstellung davon geben, wie viel Ladung „übrig“ ist.