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无线传感器节点的太阳能+电池组合供电方式大致可以这样算么

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mm7989680|  楼主 | 2017-12-4 11:26 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
无线传感器节点有温湿度,光照,振动等传感器(工作时总电流10mA,休眠时总电流100uA),无线收收发模块(工作时电流50mA,休眠时电流5uA),现打算使用太阳能板+储能电池的方案组合供电(传感器与无线收发都是3.3V供电,PMIC和LDO的静态功耗nA级暂不计),按照每小时工作4分钟,其他时间休眠来算,传感器电量消耗0.7633mAH(4/60x10+56/60x0.1),收发模块电量消耗3.355mAH(4/60x50+56/60x0.005),总电量消耗4.1mAH,如果只用2200mAH锂电池供电,不考虑自放电理想情况下是不是可以2200mAH/4.1mAH/24=22.3天,如果加上太能能板,那么至少太阳能板工作时电流要大于4.1mA,然后看太阳能板不工作时锂电池耗电,太阳能板工作时要提供的电流必须能把夜间锂电池耗掉的电能充满,以太阳能板工作8小时算,其余16个小时锂电池耗电4.1mAx16=65.6mAH, 太阳能板充电65.6mAH/8H=8.2mA,也就是说太阳能正常工作至少要提供4.1mA+8.2mA=12.3mA,不知道可否这么粗略的估算太阳能板的要求。

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沙发
chunyang| | 2017-12-4 13:09 | 只看该作者
必须考虑能量转换的效率,尤其是太阳能电池的功率,需考虑天气和季节情况,按最劣化的情况设计。

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板凳
mcuzone| | 2017-12-4 13:18 | 只看该作者
1,实际的平均电流应该没那么大,你的无线模块不可能4分钟一直在工作,或者说至少可以优化一下工作方式,数据保存和传输算法,当然,传感器也可以尽量选择低功耗的;
2,锂电池的2200mAH实际能用的没有那么多,要看你的PMIC/LDO,以及你的目标电路的电源电压,实际能用到80%就不错了,当然你可以选容量更高的锂电池,比如3400mAH;
3,现在的技术下太阳能电池板输出的电流已经完全没问题了,当然前提是你有空间可以安装,普通日光照射下巴掌大的太阳能电池板就足以提供10mA@5V的电流,关键是如何储能,一般要先稳压,然后再送充电IC,而且要考虑电路损耗;
4,你用的啥PMIC和LDO,能到nA级别,还是说999nA?

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地板
mcuzone| | 2017-12-4 13:25 | 只看该作者
BTW,要让太阳能照足8小时其实是一件很难的事情,就算不考虑任何遮挡,如果没有角度调整,一天能有效收集个5个小时就已经相当不错了,再考虑纬度和季节,以及天气情况,实际有效采集时间估计平均下来一天其实就3-4小时。所以要适当增加太阳能电池板的尺寸,优化能量采集和存储电路的效率

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5
mm7989680|  楼主 | 2017-12-4 15:32 | 只看该作者
mcuzone 发表于 2017-12-4 13:18
1,实际的平均电流应该没那么大,你的无线模块不可能4分钟一直在工作,或者说至少可以优化一下工作方式,数 ...

嗯,实际光照时间确实只能按3小时算,PMIC可以考虑MAX17710,S6AE101A,LDO可以选择MCP1710

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mcuzone| | 2017-12-6 09:18 | 只看该作者
MCP1710刷新了我对LDO静态电流的认识,以前看过和用过的最低也是几百nA,这货居然才20nA! 其它都好,封装除外,如果真用来做能量采集,输入范围略小了点

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