Mitwirkende: JordanDee

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Remote/ Mobile Power

Welche Batterie soll ich wählen?

Wenn Sie einen entfernten Stromkreis mit Strom versorgen, gelten immer noch die gleichen Probleme, eine Batterie zu finden, die die richtige Spannung und den richtigen Strom liefert. Die Batterielebensdauer oder Kapazität ist ein Maß für die Gesamtladung der Batterie. Die Kapazität einer Batterie wird normalerweise in Amperestunden (Ah) oder Milliamperestunden (mAh) angegeben und gibt an, wie viele Ampere eine voll aufgeladene Batterie über einen Zeitraum von einer Stunde liefern kann. Beispielsweise kann ein 2000-mAh-Akku eine Stunde lang bis zu 2 A (2000 mA) liefern.

Batteriegröße, -form und -gewicht sind ebenfalls zu berücksichtigen, wenn Sie Ihr Projekt mobil machen, insbesondere wenn es sich um etwas handelt, das wie ein kleiner Quad-Copter fliegt. Sie können eine grobe Vorstellung von der Vielfalt bekommen, indem Sie diese Wikipedia-Liste besuchen. Erfahren Sie mehr über Batterietypen in unserem Tutorial Batterietechnologie.

Batterien in Serie und parallel

Sie können Batterien in Serie oder parallel hinzufügen, um die gewünschte Spannung und den gewünschten Strom für Ihr Projekt zu erzeugen. Wenn zwei oder mehr Batterien in Reihe geschaltet werden, werden die Spannungen der Batterien addiert. Zum Beispiel werden Blei-Säure-Autobatterien tatsächlich aus sechs einzelligen Blei-Säure-Batterien hergestellt, die in Reihe geschaltet sind; Die sechs 2,1-V-Zellen ergeben zusammen 12,6 V. Wenn zwei Batterien in Reihe geschaltet werden, wird empfohlen, dass sie die gleiche Chemie haben. Seien Sie auch vorsichtig beim Laden von Batterien in Serie, da viele Ladegeräte auf das Laden mit einer Zelle beschränkt sind.

Wenn Sie zwei oder mehr Batterien parallel anschließen, addieren sich die Kapazitäten. Beispielsweise, Vier parallel geschaltete AA-Batterien produzieren immer noch 1.5V, jedoch wird die Kapazität der Batterien vervierfacht.

Wie viel Batteriekapazität benötige ich für mein Projekt?

Diese Frage ist einfacher zu beantworten, wenn Sie die Strommenge bestimmt haben, die Ihr Stromkreis normalerweise zieht. Im folgenden Beispiel verwenden wir die Schätzung. Es wird jedoch empfohlen, die Stromaufnahme Ihrer Schaltung mit einem Digitalmultimeter zu messen, um genaue Ergebnisse zu erhalten.

Beginnen wir als Beispiel mit einer Schaltung, schätzen deren Stromausgang, wählen dann eine Batterie aus und berechnen, wie lange die Schaltung mit Batteriestrom betrieben wird. Lassen Sie uns einen ATmega 328-Mikrocontroller als Gehirn für die Schaltung auswählen. Es zieht über 20mA unter normalen bedingungen. Lassen Sie uns nun drei rote LEDs und die standardmäßigen 330 Ohm Strombegrenzungswiderstände an die digitalen E / A-Pins des Mikrocontrollers anschließen. In dieser Konfiguration zieht jede hinzugefügte LED die Schaltung etwa 10 mA mehr Strom. Verbinden wir nun auch zwei Mikrometallmotoren mit dem Mikrocontroller. Jeder von ihnen verbraucht ungefähr 25mA, wenn er eingeschaltet ist. Unsere insgesamt mögliche Stromaufnahme ist jetzt:

Wählen wir dafür eine Standard-Alkaline-AA-Batterie, da diese mehr als genug Strom hat (bis zu 1A), eine anständige Batteriekapazität hat (normalerweise im Bereich von 1,5 Ah bis 2,5 Ah) und sehr verbreitet ist. Wir gehen davon aus, dass der Durchschnitt für dieses Beispiel 2Ah beträgt. Der Nachteil bei der Verwendung eines AA ist, dass es nur einen 1,5-V-Ausgang hat, und da der Rest unserer Komponenten mit 5 V betrieben wird, müssen wir die Spannung erhöhen. Wir können diesen 5V Step-Up Breakout verwenden, um die Spannung zu erhalten, die wir benötigen, oder wir können drei AA-Batterien in Reihe verwenden, um uns der Spannung zu nähern, die wir benötigen. Drei AA’s in Serie geben uns eine Spannung von 4,5 V (3 mal 1,5 V). Sie können auch eine weitere Batterie für insgesamt 6 V hinzufügen und die Spannung auf die Anforderungen Ihrer Schaltung einstellen.

Um zu berechnen, wie lange eine Schaltung mit Batteriestrom betrieben wird, verwenden wir die folgende Gleichung:

Für einen Stromkreis, der von 3 AA’s parallel betrieben wird und an einen Stromkreis mit einer konstanten Stromaufnahme von 100mA angeschlossen ist, bedeutet dies:

Wir würden idealerweise 60 Stunden Batterielebensdauer aus diesen drei alkalischen AA’s in diesem parallelen konfiguration. Es empfiehlt sich jedoch, Batterien zu reduzieren, was bedeutet, dass Sie davon ausgehen, dass Sie eine weniger als ideale Akkulaufzeit erhalten. Nehmen wir konservativ an, dass wir 75% der idealen Akkulaufzeit und damit etwa 45 Stunden Akkulaufzeit für unser Projekt erhalten.

Die Akkulaufzeit kann auch abhängig von der tatsächlichen Stromaufnahme variieren. Hier ist ein Diagramm einer Energizer AA-Batterie, das die erwartete Akkulaufzeit basierend auf der konstanten Stromaufnahme zeigt.

Dies ist nur eine der zahlreichen Konfigurationen, mit denen Sie Ihr Projekt remote mit Strom versorgen können.