Jste zde

A jak dlouho vydrží Vaše baterie?

Jan Robenek, 20. Říjen 2009 - 7:07

Článek představuje jednoduchý vývojový nástroj Microchipu pro určení životnosti baterie na základě uživatelského výběru mikrokontroléru, napěťového zdroje, použitých periférií konkrétního obvodu, délky trvání jednotlivých režimů nebo také provozní teploty.

Pokud hledáte nástroj, který by dokázal určit životnost baterie v předem definované aplikaci, což takhle vyzkoušet šikovnou softwarovou utilitku XLP Battery Life Estimator z dílny Microchipu? XLP Battery Life Estimator je bezplatná SW utilita, která pomáhá (aid – pomáhat, aids pak paradoxně označuje pomůcky; visual aids – názorné pomůcky) během vývoje eXtreme Low Power aplikací, založených na MCU PIC (Microchip) s technologií XLP. Na serveru hw.cz jsme se některým novinkám v rámci této nízkopříkonové oblasti věnovali již dříve, např. v příspěvcích

Vývojový nástroj určí průměrný i špičkový odběr proudu včetně výdrže zvoleného napájecího článku. Uživatel přitom může vybírat konkrétní součástku, typ baterie, provozní podmínky v podobě napájecího napětí a teploty nebo také časové úseky pro aktivní / power – down režimy včetně další, podrobnější specifikace. Nezbytnou součástí jsou také implementované parametry a vlastnosti MCU PIC s technologií nanoWatt XLP včetně běžně používaných baterií nebo nabíjecích článků. Vývojář navíc může (dle oficiálních pramenů) vytvářet další profily pro své vlastní typy napájecího zdroje.

XLP Battery Life Estimator ve své beta verzi nabízí:

Definici časových úseků RUN & SLEEP (duty cycle)
Volbu provozní teploty a napájecího napětí
Elektrickou specifikaci všech MCU PIC s technologií XLP
Specifikaci většiny běžně používaných baterií
Přizpůsobitelnost: Možnost přidávat další profily a specifikace pro baterie i periferní obvody

Soubor ke stažení zabírá 414 KB. Po instalaci a spuštění se zobrazí následující okno (beta verze 0.1):

Prvním krokem je výběr obvodu (Select Device), následovaný výběrem parametrů (Select Parameters) v podobě napětí a teploty. Pro teplotu lze v závislosti na konkrétním PICu vybírat např. z -40, +25, +60 nebo +85 °C. Třetí krok definuje napájecí zdroj (Select Battery) včetně jeho kapacity, samovybíjení i přípustného, trvalého nebo špičkového odběru a čtvrtý pak upřesňuje provozní módy (Add/Modify Operational Mode).

Konečně dostáváme odhadovanou životnost baterie (Estimated Battery Life) a informaci o průměrném (Estimated Average Current) i špičkovém (Estimated Peak Current) odběru.

Výrobce pak ještě připojuje doplňkové informace, např. o verzi datasheetu ze které čerpá. Užitečný může být také textový výstup ve formátu .txt (Create Report).

Pokud jsem si ale chtěl vyzkoušet závislost na teplotě, narazil jsem na potíž: Při změně teplotního údaje se resetují níže vyplněné volby. Program je sice umí všechny uložit, ale při novém načtení si původní teplotu pamatuje a opět ji nechce bez zmíněného průvodního jevu změnit. Nezbývá tedy než vše znovu ručně zadat. Také bych ocenil průhlednější definici zdroje a to i v případě většího počtu napájecích článků a jejich sériového řazení. Protože se ale jedná jen o beta verzi, nemusí mít tato drobná vada na kráse prakticky žádnou váhu, stejně jako naše minimální změna kalkulovaného odběru z titulu přidání aktivního režimu RUN.

Závěr:

Článek seznamuje s užitečným a zejména jednoduchým nástrojem Microchipu pro výpočet životnosti baterie v zapojeních s nízkopříkonovými PICy. Veškeré úvahy a výkonnostní kalkulace však bude nutné provádět s určitým nadhledem a možná i přihlédnutím k aktuální kondici zejména těch nabíjecích článků, která může v průběhu životnosti výrazně zakolísat i při pokojové teplotě, o mrazivých -40 stupních ani nemluvě. V této souvislosti si vybavuji malý, bateriově živený radiomagnetofon jistého vtipného výrobce, který na ochranném sítu ještě menšího reproduktoru s kmitočtovým rozsahem nepřesahujícím analogovou telefonii hrdě hlásal v červenomodrých barvách: 750 W. Proč ne? Jen se někde taktně vytratila informace o tom, jak dlouho lze takový výkon očekávat. Budou to jednotky až desítky nanosekund nebo jsem příliš velký optimista? A hlavně – je tento pokus vůbec poslouchatelný a v případě potřeby také opakovatelný?

Rozhodně se ale vyplatí sledovat, čím výrobce doplní ostrou verzi celého SW nástroje. Možná to bude i slibovaná uživatelská specifikace baterie, kterou jsem v beta verzi (zatím) nenašel.