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Remote/Mobile Power

Quale batteria dovrei scegliere?

Quando si sta alimentando un circuito remoto, gli stessi problemi di trovare una batteria che fornisce la corretta tensione e corrente ancora applicare. La durata della batteria, o capacità, è una misura della carica totale della batteria contiene. La capacità di una batteria è solitamente valutata in ampere-ore (Ah) o milliampere-ore (mAh), e ti dice quanti ampere una batteria completamente carica può fornire per un periodo di un’ora. Ad esempio, una batteria da 2000 mAh può fornire fino a 2A (2000mA) per un’ora.

La dimensione, la forma e il peso della batteria sono anche qualcosa da considerare quando si rende mobile il progetto, specialmente se sarà su qualcosa che vola come un piccolo quad-elicottero. Puoi avere un’idea approssimativa della varietà visitando questa lista di Wikipedia. Scopri di più sui tipi di batterie nel nostro tutorial sulla tecnologia della batteria.

Batterie in serie e in parallelo

È possibile aggiungere batterie in serie o in parallelo per produrre la tensione desiderata e la corrente necessaria per il vostro progetto. Quando due o più batterie sono posizionate in serie, le tensioni delle batterie vengono sommate. Ad esempio, le batterie per auto al piombo sono in realtà costituite da sei batterie al piombo monocellulare legate insieme in serie; le sei celle da 2,1 V si sommano per produrre 12,6 V. Quando si legano due batterie in serie, si raccomanda che siano della stessa chimica. Inoltre, fai attenzione a caricare le batterie in serie poiché molti caricabatterie sono limitati alla ricarica a cella singola.

Quando si collegano due o più batterie in parallelo, le capacità si aggiungono. Ad esempio, quattro batterie AA collegate in parallelo produrranno ancora 1.5V, tuttavia la capacità delle batterie sarà quadruplicata.

Di quanta capacità della batteria ho bisogno per il mio progetto?

Questa domanda è più facile da rispondere una volta determinata la quantità di corrente che il circuito normalmente attinge. Nell’esempio seguente, useremo la stima. Tuttavia, si consiglia di misurare l’assorbimento di corrente del circuito utilizzando un multimetro digitale per ottenere risultati accurati.

Ad esempio, iniziamo con un circuito, stimiamo la sua corrente di uscita, quindi selezioniamo una batteria e calcoliamo per quanto tempo il circuito funzionerà a batteria. Scegliamo un microcontrollore ATmega 328 per essere il nostro cervello per il circuito. Disegna circa 20mA in condizioni normali. Colleghiamo ora tre LED rossi e i resistori limitatori di corrente standard da 330 ohm ai pin di I/O digitali del microcontrollore. In quella configurazione, ogni LED aggiunto rende il circuito disegnare circa 10mA più corrente. Ora colleghiamo anche due Micro motori metallici al microcontrollore. Ognuno di questi utilizza circa 25mA quando acceso. Il nostro assorbimento di corrente totale possibile è ora:

Scegliamo una batteria AA alcalina standard per questo perché ha una capacità di corrente più che sufficiente (fino a 1A), ha una capacità della batteria decente (di solito nell’intervallo da 1,5 Ah a 2,5 Ah) ed è Assumeremo che la media sia 2Ah per questo esempio. L’aspetto negativo dell’utilizzo di un AA è che ha solo un’uscita 1.5 V e, poiché il resto dei nostri componenti funzionerà su 5V, dobbiamo aumentare la tensione. Possiamo usare questo breakout step-up 5V per ottenere la tensione di cui abbiamo bisogno, oppure possiamo usare tre batterie AA in serie per avvicinarci alla tensione di cui abbiamo bisogno. Tre AA in serie ci danno una tensione di 4,5 V (3 volte 1,5 V). Si potrebbe anche aggiungere un’altra batteria per un totale di 6 V e regolare la tensione verso il basso per ciò che il circuito richiede.

Per calcolare quanto tempo un circuito durerà a batteria, usiamo la seguente equazione:

Per un circuito alimentato da 3 AA in parallelo collegato a un circuito con un costante 100mA di corrente, questo si traduce in:

Si dovrebbe idealmente avere 60 ore di durata della batteria al di fuori di questi tre batterie alcaline AA in questa configurazione parallela. Tuttavia, è buona norma ‘declassare’ le batterie, il che significa supporre che si otterrà una durata della batteria inferiore a quella ideale. Diciamo conservativamente che otterremo il 75% della durata della batteria ideale, e quindi circa 45 ore di durata della batteria per il nostro progetto.

La durata della batteria può anche variare in base alla quantità effettiva di assorbimento di corrente. Ecco un grafico da una batteria AA Energizer che mostra la sua durata prevista della batteria in base al consumo di corrente costante.