Comments 66
А почему вы не использовали, например, TPS61201 — ставим два в параллель в PS mode, один постоянно на 3.3 а второй на 3.8 включаем по нужде.
1. Он работает от 0.2 (хотя я только от 0.5 пробовал) вольт.
2. Входное может быть и больше выходного…
3. кпд… ну думаю в районе 60% будет.
4. не нужно никаких суперкондесаторов
При 0.5 (а тем более при 0,2) на батарейке включится модем — все просядет в 0. Нам конечно не сказали сколько именно модем потребляет, но все равно потребуется буфер между батарейкой и модемом.
TPS61201 — годный преобразователь, схожий по параметрам с LTC3422. Работать при напряжении остаточном в 0.5В, и, тем более, в 0.2В, можно только при стабильно низком потреблении. Способность работать от таких напряжений — это круто, но произвести передачу или подзарядить суперконденсатор все равно не получится. Включение модема, как отметили ниже, просадит напряжение на батарейке до 0. Устройство будет весело перезагружаться, пока окончательно не разрядит батарейку. Отказаться от суперконденсатора не получилось бы именно из-за потребления, не маленького, радиомодема при передаче.
Рассчитываем время автономной работы устройства. Емкость «батарейки» оценили как 2500 мА*ч, номинальное напряжение 1.5В, таким образом, время работы при потреблении 12 мВт можно рассчитать


Неверно.

image

Напряжение марганцево-цинковых элементов относительно линейно падает при разряде, поэтому грубо мощность в мВт*ч можно оценить умножением на среднее напряжение между полностью заряженным (1,5-1,6 В) и полностью разряженным (0,8-0,9 В) элементом.

То есть примерно на четверть в большую сторону вы промахнулись.

В остальном статью можно было сократить раза в полтора и переименовать в «Как я выбирал DC/DC-преобразователь».
«Как я выбирал DC/DC-преобразователь после изготовления прототипа» или «До сих пор не пойму, на что я надеялся, когда делал прототип»
Согласен, оценка проведена грубо. Но это первоначальная оценка, на основе которой принималось принципиальное решение: реализуемо или нет.

В статье процесс выбора преобразователя не отражен. Я написал про свой забег по граблям и поиск компромисса между универсальностью и улучшением характеристик.
Оценка проведена не грубо, а неверно. Грубо — это взять среднюю точку на кривой разряда. Точно — взять данные по батарейкам, честно измеренные в мВт*ч (практической ценности в такой точности, впрочем, нет).

поиск компромисса между универсальностью и улучшением характеристик


Бессмысленный в отсутствие характеристик нагрузки что по току, что по напряжению.
Можно ли назвать устройство автономным с временем работы 120 часов? Овчинка выделки стоила?
Очень хотелось бы выжать больше.
С таким временем автономной работы значительная часть задач решается.
К тому же, при использовании «литиевых» батареек, время автономной работы достигает 200 часов, что близко к желаемым 240.
То есть каждые 10 дней менять батарейки? Какое назначение у устройства?
Сбор данных и передача по радиоканалу. 10 дней достаточно.
Годная микросхема, но ток выходной низкий. Если бы не радиомодем и суперконденсатор — подошла бы идеально. Наложение режима передачи, работы контроллера в активном режиме и активного заряда суперконденсатора, перегрузили бы такой преобразователь.
Нам конечно не сказали сколько именно модем потребляет, ...

Шта-а-а? «Без чёткого ТЗ, результат — ХЗ.» А то, может, и 3.6 не надо городить и всё от 3.3 можно?

И по сути статьи:
Чем обусловлен выбор такого Rb для LTC3422, что он заведомо не переключается в старт-стопный режим с лучшим КПД при малых нагрузках (ориентируюсь на 8 мА [среднее] из раздела о первоначальной оценке)?
Возможно — LTC3406 изначально не лучший выбор для выходного 3.3 В? Во всяком случае, графики 3406A G03 и 3406A F02 — дают богатую пищу для таких подозрений.
В выводах, конечно, красивая картинка: «было плохо — стало хорошо.» Но по факту — увеличение числа элементов питания (а значит и запаса энергии) в 2 раза. + 100%. А время автономной работы +40% Шта?
Не совсем корректная картинка получилась.
Результат +40% — это прибавка времени работы от 2 элементов питания после оптимизации схемы питания.
Типичная квалификационная работа студента.
Чувствуется отсутствие теоретической подготовки — падение КПД повышающего преобразователя от повышения выходного это известный эффект и легко просчитывается «на бумажке», он даже в даташитах на графиках обычно виден. А тратить на порядки большее время на исследования можно только чтобы побольше набить текста.
Не очевиден смысл ставить на «Оптимизированной схеме» DC-DC с 3,3 на 4В, — достаточно поставить еще один Step-Up на 4 В напрямую от батарейки.
Вообще задача какая-то надуманная — возникает сомнение, что датчик на 3,3 В не работает от 3,6 В для передатчика и наоборот.
Преобразователь 3.3В->4В — контроллер заряда суперконденсатора, состоящего из двух, включенных последовательно, конденсаторов. Чтобы ячейки заряжались равномерно, балансировать заряд. Контроллер заряда готов работать от 2.8В входного напряжения. Входной повышающий преобразователь, теоретически — до 0.5В.

Заряжать суперконденсатор от выходного повышающего преобразователя пробовали. Ток заряда, в таком случае, ограничен преобразователем. И, каждый раз, когда требуется подзарядить суперконденсатор, требуется значительный ток. Для батареек такой режим не слишком хорош.

Напряжение на батарейках просаживается до критических значений при меньшем уровне разряда, если импульс тока больше.
Т.е. устройство начнет весело перезагружаться гораздо раньше.
Значит надо брать преобразователь с ограничение тока ключа, либо делать правильно — схема заряда конденсаторов/ионисторов строится как источник тока с ограничением напряжения.
У той же LTC3422 есть Burst Mode, можно попробовать его использовать.

Вообще оптимальный автономный источник питания надо создавать в комплексе с питаемой схемой, а так получается «сферический конь в вакууме».
Это всё прекрасно, но только там где написано: «Напряжение питания 3.3В питает все элементы схемы и специализированный преобразователь, заряжающий суперконденсатор до напряжения 4В.» — на схеме совсем другое изображено.

Вот, к примеру, в некоторых моделях электронных книг с не особо энергоэффективной платформой внутри применили самое простое и эффективное решение — аккумулятор в 2 раза больше. Почему не взять 3 (4) батарейки и не использовать step-up? Ёмкость выше, КПД выше.

Требования к габаритным размерам устройства не позволили просто увеличить количество элементов питания.

Итак, дети…
Теперь вы точно знаете чем геи отличаются от пи… сов.
Геи никогда не сделают двойное преобразование напряжения при питании устройства от батареек.
Шутка :)
Так себе шутка, согласен.

А два напряжения с одного преобразователя не пробовали? Отпадают потери на коммутацию ключа.
Ваши графики есть в даташитах и книжках по теории.
Заголовок громкий, а по факту много ненужной работы по причине недостатка в теоретической подготовке.
И дабы предотвратить ваши дальнейшие страдания, подскажу, если устройство слушает эфир, есть смысл сделать так чтобы это было паузами, например 100мс слушает, 900мс спит, экономия огромная, нужно только длинную команду слать что б ее услышали и все.

Думаю, что энергоэффективность можно повысить на порядки, если сделать нормальный радиопротокол и интенсивно использовать режимы сна. Передаем друг другу данные не в любой момент времени, а только каждые 100 сек в течении 1 миллисекунды. Часы на всех устройствах синхронизируем.
Для питания процессора заводим слаботочный Step-UP на вольта 3. И конечно не фирмы Linear, цены у которой в 10 раз выше общепринятых. При выборе особое внимание уделяем параметру quiescent current. Для питания радио отдельный step-up помощнее который включаем только на те самые 1мс раз в 100 сек.
Всеядность устройства, что в него можно пихать хоть солевую батарейку, хоть дорогущий экзотический литий, выкидываем из ТЗ сразу. Зачем нам лишние проблемы?
А потребитель все равно рано или поздно вставит туда литий. Если заменой батареек на заводе занимается специальный обученный работник — то это будет редко. Если меняют в поле обычные работяги — то довольно часто. Если это для частного применения — ещё чаще.

Продавец батареек все равно будет впаривать, что литий лучше. Особенно, если у него нет в продаже алкалиновых, но есть куча литиевых.

Так что надо считать стоимость ремонта после вставки литиевой батарейки и смотреть, какая выходит стоимость владения с учетом ремонта.

Я бы туда поставил вообще «крону». Емкость кроны — 0.5 — 0.6 А/ч, то дает 4.5-5.5 ватт-часа. То есть вполне сравнимо и по емкости и по размеру в двумя АА. Ну и ток батареи в 3 раза меньше, чем для пары АА. И проблем с напряжением не будет.

P.S. А самое главное — не будет соблазна вынуть из плейера левый элемент питания на замену (а в плейер поставить полученный со склада).

P.P.S. Про радиопротокол — согласен, это в любом случае энергопотребление снизит.
Я не знаю где и в каком времени вы живете, но в моей 4D локации купить обычную 1.5В AA батарейку можно хоть где и очень дешево, а вот литиевую батарейку такого же формата только если очень хорошо поискать в крупных или специальных магазинах. И стоить она будет не 10 руб а 200. Короче, случайно перепутать невозможно. Нет, конечно всякое бывает. Но почему-то в бытовой технике я ни разу не встречал поддержки любых типов батареек. А те же самые mp3-плееры или детские игрушки люди покупают миллиардами штук, и шанс встретить неадекватного пользователя гораздо выше.
К тому же, насколько я знаю, Юнискан делает девайсы для всяких там спецслужб, то есть круг потребителей явно меньше и им вполне можно поставить свои определенные условия использования приборов.

Не понятно, чем вам так нравится Крона. Сейчас она вроде как состоит из 6 нано-мизинчиковых батареек. Довольно дорогая, неудобная, отдает маленький ток. Почему бы не поставить тогда D?
Согласен, для кого делаем — ключевой вопрос. Из него вытекает, как закупаем — оптом или в рознице и кто меняет батарейки.

По цене за блистер цены отличаются незначительно. Цена рекомендованной Duracell Turbo Max AA — 520 за 8 штук, то есть 65 р за штуку. Цена Energizer Ultimate Lithium AA — 600 р за 4 штуки, то есть 150 рублей за штуку. Цены брал с первых пропавшихся источников.

Да, в наших краях (Питер) продавец (особенно уличный, особенно мигрант) будет впаривать блистер за 600 рублей вместо блистера за 520. Главным аргументом будет «менять в 4 раза реже». Более того, отвергнет расчет цены в штуках аргументом «вам же всего 2 надо?»

Короче, для домохозяйки — это вопрос, когда она нарвется на такую батарейки. А что когда-нибудь нарвется — факт.

почему-то в бытовой технике я ни разу не встречал поддержки любых типов батареек.
Речь больше о защите, а не о поддержке. Если, спутав батарейку, дальше устройство дешевле выкинуть, чем чинить — это не очень хорошее устройство.

P.S. Возможно меня просто задолбали продавцы, впаривающие самое дорогое вместо нужного.
Energizer Ultimate Lithium выдают обычные 1.5 вольта, а не 3.7. Ничего страшного от установки не случится.
Чертовы маркетоги! Пишут linium, но батарейка щелочная. Был неправ, не проверил.

Ну тогда настоящий литий — действительно экзотика.
Никакого обмана, там Li-FeS2, то что на beru.ru пишут щелочная это полная ерунда.
Да много уже лития консьюмерского полуторавольтового, его уже даже B-бренды, аля Robiton, а не только Energizer и Varta, штампуют — в рознице они от 100р.
> Duracell Turbo Max AA — 520 за 8 штук, то есть 65 р за штуку. Цена Energizer Ultimate Lithium AA — 600 р за 4 штуки, то есть 150 рублей за штуку

Да кто это говно покупает, когда есть божественная икея по 20р/штука [1] в рознице? Думаю что и остальные батарейки можно найти оптом не дороже.

[1] — www.ikea.com/ru/ru/catalog/products/40362301
Хорошо подходит для труднодоступных мест. Например для градусника, который был повешен на наружной части глухого окна силами промышленного альпиниста, моющего это окно.
Тот, кому до IKEA и обратно доехать — 3 часа и 170 рублей. В ближайшем ларьке купить одну батарейку — и быстрее и дешевле.
Energizer Lithium обладает несколькими достоинствами серьезными.
Эффективная емкость достигает 3000 мА*ч.
Такие батареечки могут отдавать значительный ток, с незначительным падением напряжения.
Мне кажется, что разрядная характеристика более пологая. При маленьких токах напряжение снижается во время разряда не так круто, как у щелочных. И резко падает при приближении к полному разряду.
И, самое чудесное, способны эффективно отдавать ток при температурах до -40. По нашим оценкам, эффективная емкость падает при отрицательных температурах, но не значительно.
Оптимизация радиопротокола уперлась в требования по скорости и надежности доставки данных в условиях нескольких ретрансляций.

Передаем друг другу данные не в любой момент времени, а только каждые 100 сек в течении 1 миллисекунды.


Нужна супер синхронизация. Иначе, попасть в ту самую 1 мс, когда соседние устройства будут слушать — не самая простая задача. Или, традиционное решение, приемник, который слушает всегда, никогда не спит и питается от неисчерпаемого источника энергии.
Или, приемник слушает «хаотично», передатчик «хаотично» передает, а количество передач мы выбираем, чтобы вероятность передачи попасть в окно приема была удовлетворительной.

А если добавить необходимость двустороннего обмена и передачи значительного объема данных с ограничением по времени доставки, то решение становится не таким очевидным.

Если выбрасывать неприятные требования из ТЗ сразу, чтобы избежать проблем, можно легко получить бесполезное изделие. Или изделие с средними характеристиками, не конкурентное на рынке. И невозможно получить уникальные изделия, превосходные по характеристикам.
Синхронизируйте часы приемника каждый раз в момент приема пакета. Даже если у вас на плате нет кварца, часы не убегут далеко за время между несколькими таймслотами. Увеличьте окно приема до 10мс-100мс. Даже если передавать данные раз в секунду и слушать на протяжении 100мс, то все равно это в 10 раз экономичнее, чем постоянно включенный приемник.
Или, приемник слушает «хаотично», передатчик «хаотично» передает, а количество передач мы выбираем, чтобы вероятность передачи попасть в окно приема была удовлетворительной.
Полностью равносильно тому, чтобы просто включить приемник и на протяжении периода отправки данных ждать входящий пакет, без всяких теорий вероятности. А дальше синхронизируемся с передатчиком и спим ровно до следующей передачи данных.
Если выбрасывать неприятные требования из ТЗ сразу, чтобы избежать проблем, можно легко получить бесполезное изделие. Или изделие с средними характеристиками, не конкурентное на рынке. И невозможно получить уникальные изделия, превосходные по характеристикам.

Я бы не назвал превосходными характеристиками работу автономного радиодатчика, измеряемую в часах. Обычно такие вещи измеряют в годах.
Интересно, какой объем полезных данных вы передаете, с какой периодичностью, какая мощность передатчика и какая дальность связи между 2 устройствами?

Есть ли у вас регулировка выходной мощности передатчика? Если 2 устройства находятся рядом, нет необходимости выдавать полную мощность, а значит можно сильно сэкономить.
Нужна супер синхронизация.

Поищите задачу «Синхронизация цепи стрелков». Может удобно «ляжет».
Если используется протяженная mesh сеть с выделенным мастером/шлюзом, то нет необходимости всем устройствам иметь строгую синхронизацию. Это даже вредно, если разные устройства начнут отправлять одновременно. Достаточно засинхронизировать первый уровень устройств с мастером, затем второй уровень с первым и т.д.
Но за алгоритм спасибо, полезный.
Откуда есть пошла мода ставить преобразователи один за другим особенно где не надо?
И нафига сначала 4 вольта ради какого-то суперконденсатора, а потом из этого получать 3.6В? Почему нельзя обойтись одним преобразованием?
Ну и таки да, не понятно почему нельзя все привести к одному питающему напряжению и если таки нельзя, то что мешает подключить преобразователь передатчика сразу к батарейке?
Короче скорее статья о том, как не надо делать.
И нафига сначала 4 вольта ради какого-то суперконденсатора, а потом из этого получать 3.6В? Почему нельзя обойтись одним преобразованием?

С одной стороны чем больше напряжение на ионисторе, тем больше он энергии запасет, с другой стороны чем больше разница напряжений — тем меньше КПД.
Преобразователь после ионистора нужен чтобы можно было выкачать его до нуля в момент передачи.
Но эта часть схемы не описана в статье, хотя здесь-то самое интересное :)
При прочих равных, м/с от Linear — самые дорогие. :)
Но иногда оно того стоит, как в случае с LTC3110. В вашей схеме DC-DC — это она? Тогда зачем после неё ещё один buck-boost?
Вот, судя по всему, красивая рекламная, статья про результат поделок.
uniscan-research.ru/solution/59

Жаль в ней не описано с какой борьбой проектировщики таки преодолели себя и смогли вставить четыре(!) преобразователя питания (самой дорогой фирмы, конечно) которые отжирают скорее всего половину энергии батареек в тепло. Я не верю, что можно было по своей воле намутить столько преобразований питания. Разве что цель — сделать подороже и время работы чтоб было поменьше.

Специфика применения системы такова, что коммерческие щелочные элементы питания типоразмера АА, «пальчиковые батарейки», лучше всего подходили на роль основного элемента питания. Одна из основных причин выбора — такую батарейку можно купить в любом магазине мира.


спорно. доложив в комплект пару (для надёжности) зарядок лития (на микросхеме Linear конечно!) и докинув в комплект для аппаратуры пару коммерческих распространённых 18650 вы бы избавили пользователей своей аппаратуры вообще от покупок каких бы то ни было батареек. Навсегда. Но если бы им захотелось, они смогли бы найти 18650 практически везде где продают АА. А если в комплект положить ещё повер-банк (собственной конструкции и на Linear конечно!) весом в пол кило, то можно было бы избавить пользователей от таскания на себе килограммов блистеров АА даже в пустыне, просто заряжая дежурные акки от повер-банка, пока ходовые работают. В таком режиме можно с полгода без розетки наверно обходиться.

Ну и да, нормальный 18650 имеет объём (физический) почти ровно как две АА, а энергии хранит в четыре раза больше самой дорогой АА. Суперконденсаторы опять-же можно будет отправить на пенсию, ток в ампер-другой даст любой почти литий. И половину преобразователей питания туда же, ещё раза в полтора увеличив время работы на одном комплекте.
на микросхеме Linear конечно!


LTC4002ES8 норм, кстати. По крайней мере, работает как часы, в отличие от техасовских наворотов имени BQ24103 за те же деньги, у которой ум за разум заходил — и она периодически начинала считать, что у неё батарейки нет вообще.
никто не спорит, Linear фирма отличная. Я как-то начитавшись даташитов так расчувствовался, что отвалил за десяток LT3476IUHF полторы почки, чтоб просто «помигать» RGBW светодиодами, настолько они офигенски описаны были!!!

Что не отменяет того, что указанными в статье вещами могли бы заниматься с успехом кристаллы в разы меньшей стоимости, но всем плевать на деньги. «бабки не проблема» (с)
Субъективное мнение, однако.
BQ24103 в серии приборов работает несколько лет без нареканий.
А вот BQ24079 хоть и более простая, но глючила.
Возможно партия гнилая была.
Но если бы им захотелось, они смогли бы найти 18650 практически везде где продают АА.
Справедливости ради, что-то я ни разу не видел 18650 возле кассы в супермаркете. :)
Проектирование малопотребляющей аппаратуры — та ещё радость, я-то знаю…
так судя по всему ТЗ так и разрабатывалось:
— а чего там с питанием?
— да только АА везде купить можно.
— ну на нём и делаем!

после этого поход по многосерийным граблям, страдания по токам, сбор данных для красивых графиков. и на выходе «автономное» устройство с «рекордом» в 200. А ведь уже на этапе «делаем на АА» было понятно что это путь вникуда.

18650 это компромисс, их от задачи может быть несколько. 18650 хорош тем что:
1. его не надо покупать. комплектных должно хватать реально годами.
2. автономность с ним не меняя ничего в приборе возрастает с грубо недели до почти месяца.
3. зарядить его можно в любой дыре. Где продаётся АА там точно есть электричество.
4. купить 18650 можно в любом населённом пункте размером с условный «райцентр».
5. в комплекте есть запасные, покупать вообще ничего не нужно. обычно.
6. срок службы устройств скорее всего ниже чем срок службы аккумуляторов.
7. вставить вместо 18650 ничего не получится. нет такой угрозы.

ну и 18650 не единственный вариант. По постановке задачи видно что решали её на уровне студентов первокурсников «а давайте АА воткнём. Ну куда деваться, давайте». И потом полгода ударной борьбы как бы напихать туда побольше преобразователей чтоб прибор лютой зимой сам себя прогревал успешно. И люди вон гордятся костылями навёрнутыми от недостатка инженерных компетенций.

И самое прикольное. Заказчик (а кто-ж ещё) оплатил месяцы работы людей которые раз за разом палили батарейки усердно рисуя графики разряда. «Это» было продано как НИОКР, видимо. Как говорится «обнять и плакать»…
Ну-с, по пунктам:
1. Купить-то его придется, вместе с прибором. :)
2. Упоминавшиеся 312 ч — почти наверняка, но месяц — вряд ли.
3. Для этого в комплекте должно быть ЗУ, которое будет самой крупной деталью набора (Нужна возможность одновременно перезаряжать акки для всего комплекта датчиков = 8 шт).
4. Райцентр, ну да, ну да… в нашем городе (население заметно поболе миллиона) точки, где они продаются, можно пересчитать по пальцам, причем на одной руке.
5. За состоянием запасных тоже придется следить.
6 и 7 — тут без возражений, но достоинств получается не так уж много. :)
ну это так себе возражения. На фоне всех плюсов которые вытанцовываются. Но мне не сложно ответить:

1. Купить конечно придётся. Один раз. А не блистерами еженедельно. Напомню, 18650 ёмкостью так в 3,5Ач доступен даже в России если захотеть по 350 рублей. А если им комплектовать «с завода» то и по 250 рублей можно купить на склад.

2. там упоминается кровавое достижение автономности в 200 часов с двух батареек с ёмкостью по 3ватт*часа. Если взять 18650 с ёмкостью в 12ватт*часов то это будет сразу 400 часов. Это больше полумесяца, если выкинуть половину преобразований напряжения и ионистор до кучи то и 600 можно выжать ничего не делая. А это уже под месяц получится.

3. Одновременно заряжать 8 штук не нужно, напомню, у нас под месяц работает комплект, а заряжается по паре часов. Нет проблем зарядить по очереди. Кроме того нормальная зарядка (даже не на Linear!) на пару элементов будет весить грамм 100-200, сравните с фото всего набора, там килограммы.

4. Ну в век интернета говорить, что в городе миллионнике негде купить аккум — грешно. Мы же оба понимаем, что не вставая с места можно найти десяток точек в вашем городе где они есть прямо сейчас? Напомню, их покупать вообще не планируется, есть запасные, срок жизни — «пока не украдут прибор».

5. А типа за состоянием АА не придётся? По сути к набору должен придаваться прапорщик который будет следить той ли системы куплены АА, а то мы видим, что если купить дешёвые можно смело остаться без прибора уже через 5 дней, а то и раньше. Кому нужен прибор с надёжностью «зависит от ларька с батарейками»? И да, купить как планируется «любые АА в первом попавшемся ларьке» не получится. С ними срок работы прибора будет рандомным, от суток до недели. И виноват будет разработчик, который так щедро снабдил пользователя возможностью совать в прибор любой мусор вместо батареек. А потом в нужный момент окажется что всё сдохло. Потому что мороз а батарейки из ларька лежали в нём лет 5 до продажи. Поэтому пару раз попав на такое (напомню, пользуют приборы непростые люди, у которых от качества ларька с батарейками иногда и жизнь зависит) пользователь перейдёт в режим «Закупаем заранее мешок качественных АА, таскаем их за собой на горбу на всякий случай, бегаем в лес менять батарейки не раз в 10 дней а раз в 3 дня для надёжности». А всё потому что разработчик наковырял идей «сделаем на АА, их везде купят уж как нибудь» видимо из носа сидя в офисе.
Намного ловчее было бы (раз уж так беззаветно производители любят деньги) делать свой проприетарный конструктив с 18650 внутри. Отбраковывать сразу качественные аккумы на производстве и продавать гарантированные перезаряжаемые источники питания для приборов с автономностью месяц. Потребитель только рад был бы. Ему головняк с прапорщиком и закупкой правильных батареек в ларьках если задуматься совсем не нужен. А автономность и предсказуемость он готов оплатить по двойному прайсу.

ну и можно добавить ещё комментариев.

8. Судя по всему вообще не было попыток сделать одно напряжение питания. Если в минимум 3,6 для передатчика легко верится (скорее всего это минимум при котором он ещё как-то передаёт) то вот 3,3 и не больше для всей остальной схемы — уже с трудом. Нам не говорят, но какие там допуски по питанию контроллера и датчика? неужто 5% или 10% а передатчика? Ровно 3,6 или может больше можно? Не получится ли так, что один преобразователь на 3,8 устроит и передатчик и остальную схему через грошовый диод (замечу, «тупо диод» имеет КПД при преобразовании с 3,8 до 3,4 в 90% слабо достижимый на практике любым Linear)

9. Ионистор был взят «коммерческий» или какой? Потому как обычный ионистор в чудесной схеме прямо сейчас под 10% ёмкости батарей тратит на свой обогрев. Почему нет красивых графиков утечек на ионисторе в статье? ведь было бы прикольно узнать что самая жрущая часть прибора — например именно он!

10. Не выяснится ли вдруг. Что сделав проприетарный конструктив и гарантированную ёмкость ячеек, да ещё вставив туда HiV аккумы на заводе вся схема питания устройства превратится в один медный провод нужного размера, ну может ещё диодик придётся добавить. И жить оно будет по месяцу при этом.

11. Если заново начать с ТЗ не окажется ли что выкину все преобразователи кроме одного и ионистор впридачу автономное время, стоимость, вес, сложность, надёжность например можно утроить по каждой номинации. И что тогда делать тем кто героически потратил пол года и чемодан бабла на разработку вот этого?

В общем вся история задания на разработку, формализацию ТЗ, выбор элементной базы, проектирование схемы, разбор полётов (хотели 240 часов а получили 33, как же так?), постройку ненужных графиков, героическую борьбу с последствиями выбора начальной схемы аппарата наводит на мысли что это не коммерческая фирма, а кружок по интересам. Интересам строить графики доступные всем в даташитах.
1. Ну да, те же Energizer Lithium сравнимы с 18650 по цене. Правда, с емкостями больше 2500 — как повезет, их охотнее всего подделывают.
2. 312 — это идеал, который посчитали недостижимым.
3. Можно и поштучно, но отрабатывают они комплектами — и заряжать не мешало бы комплект… :)
4. Не верите, а зря. Точек, где есть хоть какой-то выбор и не задраны безбожно цены — 5. И даже если посчитать все мыслимые варианты, десятка не наберется. Хотя и нужны они не так уж часто, не то, что 316-е. :)
5. Так или иначе, кто-то этот комплекс должен обслуживать.

8. У МК разброс по питанию, как правило, 10%, выше 3.6 В лучше не задирать.
Насчет КПД «тупо диода» — согласен, но что будет, если ток подскочит на порядок? (не знаю, что там за МК, но для тех же STM32Fх это обычное дело)
9. Утечки заметны при напряжении на ионисторе, близком к максимальному. По крайней мере, у экземпляра, с которым я экспериментировал, дело было так. Впрочем, если поставить литий — можно и без него.
Фирма как фирма, возможно, разработчик не самый опытный… дело наживное. :)
1. Емкость АА даже у чемпионов это 3Вт*часа. Больше бывает, но искать замучаешься. А «обычные» алкалиновые АА, которые и будут использовать в 99% случаев это 2,5 ватт*часов. Если свежие и не поддельные. 18650 тоже бывают разные. Но, если комплектовать ими «с завода», то там будут честных 12ватт*часов. Легко заметить что 2 среднестатистических АА проиграют в ёмкости одному отобранному 18650 в 2,5 раза. Это примерно +300 часов к автономности устройства даже с такой как сейчас схемой питания. Размеры в сравнении с двумя АА напомню одинаковы.
2. Недостижимым идеал сделал конструктор. Все вопросы почему так дорого и почему так мало живёт — строго к нему.
3. Ещё раз. Устройства работают пару недель. В эти пару недель надо потратить по паре часов на запасной аккум. Не вижу проблем. Но если хочется можно сделать зарядку и на 8 посадочных. И весить она будет грамм 200.
4. Конечно не верю. Вы же название скрываете чтоб я за вас не погуглил и не привёл 10 точек где оно есть прямо сейчас ))
5. Так или иначе его можно и нужно было сделать так, чтоб обслуживать могла и обезьяна, а не взвод солдат по букварю выбирал нужные батарейки пробуя их на зуб, свежие ли и метаясь в тёмный лес каждые три дня «чтоб не сдохли вдруг».

8. В смысле лучше не задирать? Это у распоследних самых мощных stm (и дорогих конечно-же, привет Linear!) до 3,6. Но на них можно уже видео кодить между делом. У тех что попроще там и 5 вольт норм. Но допустим 3,6 предел контроллера сверху. А снизу? У stm это 1.7 что даёт нам вольты зазора для нормальной работы, но ещё вопрос в датчике. Насчёт «тупо диода» — ничего не будет, нужно только «тупо диод» на нужный ток и падение напряжения поставить.
9. Ну так тут никто не мерял утечку вообще судя по молчанию. А она там легко 1мА может быть. Или, например, 2мА.

Если подытожить всё, то моё сугубо диванное предложение заменить всю схему обычным посконным медным проводком для передатчика, диодиком стоимостью 2*5 рублей для контроллера и HV аккумом в своём конструктиве (чтоб «товарищ гвардии страшный сержант» не тем концом не смог вонзить в прибор)
Принесёт это нам следующее:

Питание передатчика: 4.3-3.6В
КПД преобразователя DC-DC «медный проводок»©: 100%
Стоимость — 0,10 рублей.

Питание контроллера и датчика 3.6-2.7В
КПД преобразователя DC-DC «тупо диодик»©: ~84%
Стоимость — 10 рублей.

Если 2.7В кажется маленьким то вариант LDO на 3.3В:
Питание контроллера и датчика 3.6-4.3В
КПД преобразователя DC-DC «LDO 3.3В»: ~77-92%
Стоимость — 30 рублей.

Ёмкость такого источника питания (с соответствующим режимом разрядки до 3,6В) будет 9,5ватт*часов, а общий КПД легко зашкалит за 90% что даст раза в два с лишним больше автономности (а если учесть что выкинули кучу корпусов и ионистор, то и все три раза). И стоить будет без аккума один доллар примерно. Ну ещё плюс аккум баксов 3-5 встанет.

Фирма как фирма, возможно, разработчик не самый опытный… дело наживное. :)

согласен. Только когда я придумываю и паяю семиуровневые костыли для решения тривиальной задачи за дикое бабло и трачу год на это, я это делаю ради удовольствия в свободное время и не по найму. Ради фана так сказать. А тут такого же уровня мероприятие как серьёзное дело, на сложных щщах и как великая победа описывается. Это и вызывает изумление.
Спросил у Яндексона, он подсказал адреса 2 новых точек, о которых я не знал. Но подавляющее большинство предложений — от инет-магазинов. :)
Не спорю, добыть их можно без проблем, но и сказать, что на каждом шагу попадаются, тоже нельзя.
От 1.8 до 5.5 В, справедливости ради, работают PIC и tinyAVR. А в этой коробочке, судя по заказчику, может быть и что-то вроде этого. :)
Источник питания с низким (1В +- 20%) входным напряжением — задача не такая уж тривиальная. Изначально стояла именно она, другое дело, что если уж потом решили повышать входное напряжение вдвое, проще было взять литий и не выпендриваться.
От 1.8 до 5.5 В, справедливости ради, работают PIC и tinyAVR
люди ставят Linear в повышайки, какой tinyAVR может быть на этом фоне? правильно. Никакой.

А в этой коробочке, судя по заказчику, может быть и что-то вроде этого. :)
может и так, но почему тогда в питании нет посконных КРЕНок? Надо или крестик тогда снять ну или труселя напялить. В смысле ставя такие DC-DC какой смысл упираться с процом? Но допустим. Питалово то там 2.2-3.6. Т.е. по сути весь бордель и хоровод вокруг питалова напрасен, 3.6 на всех или, если ссыкотно, 3.6 + диод шотки.

Источник питания с низким (1В +- 20%) входным напряжением — задача не такая уж тривиальная. Изначально стояла именно она
в этом и пирдуха: не стояло такой задачи. Сами себя ограничили, налепили горбатого, не взлетело, перелипили горбатому второй горб, взлетело но низенько и ногами цепляет. Просто найти и покарать того кто поставил задачу лепить питалово из 1.5В в формате АА видимо религия не позволяет.

что если уж потом решили повышать входное напряжение вдвое, проще было взять литий и не выпендриваться.
слушайте, даже до самодеятельных кулибиных довольно быстро доходит что чем выше напряжение батарейного питания — тем проще с ним работать (всегда!), что чем ближе к батарейкам и длинным срокам автономности, тем меньше должно быть унылых преобразователей гробящих КПД, чем больше в носимое устройство запихать ватт*часов удастся — тем лучше. Тут же такое впечатление уборщица полы мыла и ляпнула «лепите соколики на АА, я их в ашане видала» и «заскрипели перья, застрочил пулемёт»!
Вы почти во всём правы, кроме гона на элементы питания. Если бы вы хоть раз имели дело с нашей армией, то узнали бы, что они не умеют утилизировать ничего кроме обычных батареек АА и обычных же аккумуляторов. Из-за этого в подобных приборах заказчик, как правило, сразу пишет АА и нииточка. Что поделать, особенность нашей военки. И хорошо еще, если прибор не должен уметь работать при -40 на отечественных аккумуляторах типоразмера АА.

Имел я дело с нашей армией. Там до сих пор предпочитают аккумуляторы НК и батареи ВМЦ. :)

тут хорошо подходит чудесная поговорка «оправдание как дырка в попе, есть у каждого».
нет сомнений что при прочих равных любой вменяемый предпочтёт АА из ларька любому другому варианту.
Вот только тут не «прочие равные» и если бы воякам озвучили как это влияет на характеристики устройства, тут бы и начались дискуссии о том что важнее: АА + ущербное время работы + чугунная стоимость горы корпусов linear + игра в рулетку со временем работы от степени свежести ларька с батарейками, + таскание на горбу блистеров на всю служебную командировку для надёжности, или же ни с чем не совместимый формат + 2Х время работы + уменьшение габаритов, сложности и цены приблуды.

Всё это около диванные разговоры. Никто не знает как было на самом деле и никто не расскажет. Я просто заметил, что хвалиться вот этим — грешно. «Самораскладывающийся телескопический костыль из титано-ванадиевого сплава с гироскопической стабилизацией»(с) — всё равно костыль.
Я не верю, что можно было по своей воле намутить столько преобразований питания.

Это просто болезнь нынче такая. Я грешным делом даже подумал, что это со мной что-то не так, все ставят каскады DC-DC… Но таки это похоже с образованием стало что-то не так.
Самый эпик был пару месяцев назад. Принесли мне некий вполне серийный девайс с целью реверса и разработки подобного с немного другим функционалом. Скорее переносимый, а не носимый, но требуется автономность дня три. Кроме процессорной части, датчиков и GSM есть исполнительное устройство с питанием 12В, но работает оно максимум минуту за эти 3 дня, и далеко не каждый раз. Дык эти гении сделали питание от 12В свинцового аккумулятора, который предлагается ставить РЯДОМ с устройством, да еще заряжать отдельной зарядкой. А части схемы запитываются гирляндой из 5 (!!!) последовательных DC-DC.
Естественно в новом девайсе я поставил литиевый аккум, два диодика для одного особо привередливого к питанию датчика и один DC-DC повышающий до 12В.

Так что подписываюсь под всем, что ты ниже пишешь.
С «диодиками» тоже не всё просто, они не дают стабильной дельты по напряжению. Большая часть современных потребителей легко переживает нестабильность «диодика», но встречаются и те где 3,3 +- 0,3 и вот их через диодик не выйдет, он с лития даст намного больший разброс в зависимости от температуры и тока потребления. Диодиком только сбивать гарантированно лишние доли вольта удобно «чтоб не погорело». И КПД у диодика при этом замечательный будет и цена.
Дык это очевидно и понятно. Я имел в виду привередливый в том плане, что 3.6В это максимум для датчика оказался, поэтому напрямую не запитать.
Про диодик стоит только понимать, что в микроамперном диапазоне токов прямое напряжение у него может падать, примерно вдвое на каждые три порядка по току.

В результате современный датчик, который между измерениями во сне потребляет в районе 1-2 мкА, может очень удивиться прилетевшим на него через два диода Шоттки от свежего аккумулятора 4,2 — 2*0,15 = 3,9 В вместо ожидаемых автором схемы 4,2 — 2*0,3 = 3,6 В.
Поэтому я выше и написал, что с диодиком надо аккуратно. Например, если предположить обычный литий, с которого схема работает в диапазоне 4,2-3,6В, то поставив 4 указанных диодика последовательно можно получить гарантированный диапазон 2,4-3,6 на нагрузке независимо от тока. И большинству МК этого вполне будет достаточно. КПД диодика при этом будет 77% если МК это половина нагрузки, а вторая идёт напрямую с лития, то общий КПД преобразователя питания составит 88%. Считаю неплохо для уникальной системы «проводок+4 диодика».

Но обычный литий в устройстве, описанном в статье, будет не очень без преобразователя: порог 3,6В сильно подрезает энергетику обычного лития. Но если взять, например, SANYO UR18650ZTA, то можно увидеть, что на диапазоне 4,35-3,6В он отдаст 9,7Вт*ч. Питая передатчик напрямую с этого лития и поставив LDO на остальных потребителей, например LD39130SJ33R грошовый (не Linear, нет). Получим стабильные 3,3 на МК при питании с лития 4,35-3,6. КПД его будет 88%. А общий КПД с питанием передатчика (у которого напомню 100% КПД системы «проводок») составит 94% за весь цикл лития.

Итого: Подсистема питания стоимостью меньше 100 рублей (+300 за аккум.) даст стабильные 3,3В на МК, достаточные 4,35-3,6В на передатчик, общий КПД всего этого 94% и ёмкость 9,7Вт.*ч. при токе до 1А в пике.
Сравним это с тем что в статье за дикие деньги, пол года мучений и с ненадёжным расходником типа «АА из ларька». Видим минимум двукратный рост времени автономной работы.
Если части схемы должны иметь гальваническую развязку — бывает и не такое.
Only those users with full accounts are able to leave comments. Log in, please.