Piller. Neden 9V kullanılır?

Günümüzde mevcut olan tüm teknolojilerle SMPS kullanarak voltajı verimli bir şekilde artırabilmemiz için neden hala 9V pil kullanıyoruz? Farkında olmadığım onlarla gizli bir avantaj var mı?

Büyüklüğüne de bakarsanız, 9V sadece büyük ve hacimlidir ve 2xAA pil kullanabileceğim ve 9V'den daha uzun pil ömrü verecek voltajı artırabileceğim projeler tasarladım. Ve aynı miktarda yer kaplar.

Günümüzde pek çok devrenin de düzenlemeye ihtiyacı var ve bunu 9V ile yapmanın en kolay yolu doğrusal regülatördür (genellikle yaklaşık 5V'a) ve bunun her tasarım için geçerli olmadığını biliyorum, ama bu hak boşa harcanıyor, ve yine, 1 veya 2 adet AA pilden voltajı artırmak, muhtemelen ürününüze daha iyi bir raf ömrü verecektir.

9V batarya ile bazı AA bataryalar arasında bir karşılaştırma gördüm, birinin kullandığı enerjiyi buldum ve şu verilerle sona erdi: NOT: Bu sonuçlar Energizer Alkaline bataryalarından alınmıştır.

Öyleyse tüm bu verilerle neden 9V piller hala tasarımlarda kullanılıyor? Bunları kullanmanın avantajlı olacağı bazı uygulamalar var mı? Yoksa sadece AA veya AAA çözümüne gitmek daha iyi bir fikir midir?

Bazı projelerim için 9V pil kullanmayı düşündüğüm zamanlar oldu, ancak hesaplamalarımı yaptıktan sonra, diğerleri kadar tutmuyorlar, o yüzden bir şeyleri kaçırıyorum?

Referans olarak, karşılaştırılan pillerin veri sayfaları burada: AA 9V

EDIT: Bunun 'görüşe dayalı' bir soru olmasını istemiyorum, bunun yerine pratik bir bakış açısıyla, başka herhangi bir çözüme göre 9V seçmenin (AA pilleri arttırma gibi) avantajları olup olmadığını sorma niyetindeydim. . Sadece bunu netleştirmek istedim!

İlk önce bir AA pil değildir .. bu bir hücredir. Bir pil, hücrelerin "pili", yani birden fazla hücredir. Bir 9V pil altı adet 1.5V hücre içerir. Birini parçala ve gör.

Neden hala 9V pil kullanıyoruz, bu gerçekten tasarım meselesi. 9V pillerle ilgili güzel şey, kullanım ömrü boyunca aşırı yüksek bir voltaj olmadan oldukça geniş bir çalışma voltaj aralığı vermeleridir. Ayrıca oldukça kullanışlı bir klipsi olan hoş ve kompakt bir pakette geliyorlar.

5V'nin üretilmesi için mevcut şart çok küçük olmadığı sürece 5V üretmek için bir lineer regülatöre sahip olanı kullanmanızı kesinlikle tavsiye etmem. Doğrudan 9V'de çalışacak olan bileşeni kullanarak devrenizi tasarlamak daha iyidir.

Ayrıca gerçekte widget'inizin doğasına da bağlıdır. Daha büyük voltaj gerektiren sensörler veya transdüserleriniz varsa ve pille çalışırsa, 9V pil ile kullanılması daha basit ve daha ucuzdur.

Ayrıca, daha düşük bir voltajı artırmanın etkilerini de göz önünde bulundurmalısınız. Bunu yaparak, en azından ekleyeceğiniz ve uğraşmanız gereken elektromanyetik gürültü olan pek çok yeni problemi ortaya çıkaracaksınız. Verimlilik de bir konudur.

Ancak sonuçta, karar konusunda çok fazla şey var ve bu yüzden bu soru gerçekten görüş saflarına giriyor.

400mAh 9V pil, 40µA akım çekimi ile bir yıl dayanacaktır.

Şimdi bir duman dedektörü düşünün. Düşük güçteki analog devre, büyük olasılıkla yukarıdaki 40µA rakamından daha az çizim yapıyor. Bir güç çevirici ve AA'lardan güç almak istiyorsanız, çok düşük rölanti akımına sahip bir dönüştürücüye ihtiyacınız olacaktır.

Ama ... yangın olduğunda, şimdi piezo hoparlörü sürmek için biraz güç ve yeterli voltata ihtiyacınız olacak. Bunlar voltaj gerektiriyor. 9V, 3V'den daha yüksek.

Bu yüzden çok düşük rölanti akımı DC-DC dönüştürücünüzün ayrıca gerekirse yüksek akım vermesi gerekir.

Ayrıca AA'larda şarj durumunu doğru bir şekilde ölçebilmeniz gerekir.

Bütün bunlar 9V ile 2AA arasındaki farktan daha pahalıya mal olacak. Unutmayın, müşteri yedek pilleri öder, üreticiye değil!

Takviye devrelerinin sessiz bir akımı vardır; Bazı enerji dönüştürücü, güçlendirme dönüştürücüsüne sahip olarak kolayca boşa harcanır. Ayrıca düşük görev döngülerinde çok verimsiz olurlar.

Bu nedenle, genellikle çok küçük bir akım çeken ancak ara sıra daha fazla güç çeken bir devreniz varsa , bunu tek bir güç dönüştürücü ile ele almak zordur.

9V pillerin temel kullanıcıları, bu kullanım durumuna tam olarak uyan duman alarmları ve multimetreler gibi şeylerdir: düşük akım bazılarında veya neredeyse her zaman. Batarya ömrünün 9V batarya ile 3 yıldan daha az olacağını düşünüyorsanız, o zaman kötü bir seçim olabilir.

Bunu, telsizi olan hemen hemen her şeyin - oyuncaklar, uzaktan kumandalar vb. - birkaç AA veya bir tür şarj edilebilir Li kullanacağını görebilirsiniz.

Boost dönüştürücüler de ücretsiz değil, parça ve yer maliyeti.

(Ucuz duvar saatlerinin tek bir AA pilden kaçmasına izin veren tasarım oldukça zarif ve bunun iyi bir tersine mühendislik görmek istiyorum.)

Multimetremde 9V'luk bir pil kullanılıyor ve çalışması için yaklaşık 10mA alıyor. Bu çok doğru.

3V pil ile çalışırsa, ortalama akım% 75 verimle 40mA olacaktır. Ancak, akım akımı bir indüktörden 80mA yükselmelidir. Temel olarak iz, akü kablosu ve indüktör şimdi multimetremdeki hassas bileşenlerime enerji veren bir anten görevi görüyor.

Sonra okumalarım etrafa sıçrayacak ve 2 adet AA pilli sayaç satın aldığım için küfredeceğim ve yemin edeceğim.

Bir grup AA pil ile çalışan eski bir programlanabilir hesap makinesi vardı. Bu konuda can sıkıcı bir şey, eğer onu salladıysanız kolayca yeniden başlatılabilirdi. Bu, 9metrelik bir batarya ile çalışan multimetreime asla gelmez.

Ayrıca, yaklaşık 5V'a ihtiyaç duyan elektronik cihazlar genellikle 9V ile değil 3xAA pillerle çalışır. Birkaç ekstra voltaja sahip olmak, özellikle raydan-raya çıkış sağlayamayan eski Opamp'larda birçok tasarımı basitleştirir. Bu, çoğu bölümün 3.3V sürümüne sahip olduğu günümüzde sorun değil.

PP3 piller, örneğin birçok sayaç çipiyle iyidir. Pek çok durumda, dolar başına toplam enerji o kadar önemli olmayabilir - pil bir veya üç yıl boyunca devam ederse, yeterince iyidir ve devre ile biraz para tasarrufu sağlayabilirler. Bir başka örnek yedek pil ömrü olabilir, enerji yoğunluğundan daha önemlidir.

Makul bir pil ömrü boyunca tüketilen toplam enerjinin o kadar yüksek olmadığı uygulamalarda, daha az enerji tutan ve nefes kesici bir şekilde pahalı olan (veya oldukça ucuz) kullanılan düğme hücrelerini sıklıkla göreceksiniz. Daha fazla enerji gerektiğinde, şarj edilebilir Li-ion hücreler daha yaygındır.

Tüketici ürünlerinde bile birçok yeni uygulamanın 9V pil kullandığını sanmıyorum; ancak on yıllar boyunca daha eski cihazlar (ve daha eski tasarımlar) olacak.

Çok düşük gürültülü ekipman tasarlamaya çalıştığınızda, 9V'luk bir bataryadaki sessiz bir doğrusal regülatör, değişmeyen bir miktar anahtarlama gürültüsüne sahip olan (çıkışta ya da yayılan) neredeyse tüm DC-DC dönüştürücülere çarpacaktır. Bu kesinlikle astrofizik bölümümüzün temel kuralıydı (kuşkusuz, bu gerçek tarafından üstlenilen eski bir argüman).

Diğerleri, düşük güç ihtiyacı olan ancak uzun pil ömrü / yüksek anlık güç gereksinimi (örn. Yangın alarmları) gerektiren bir sistemde 9V kullanım avantajını (bekleme akımı açısından) belirtmişlerdir. Ancak haklısınız - eğer güç yoğunluğu ana kriterse, eski PP9 müthiş bir seçim değildir. İşte bu yüzden onları birçok fenerde göremiyorsunuz.

Akü seçiminde dikkat edilecek hususlar arasında sızıntı eğilimi, bir ürünün desteklenebilirliği, maksimum mevcut talep ve geri dönüşüm sorunları olabilir.

• AA hücrelerinin Sızıntısı: Elektronik ekipmanlarda, korozyonu önlemek için pil tutucuya özel tasarım özellikleri dahil edilmediği sürece pil sızıntısı büyük bir sorun olabilir. Ne yazık ki, altın temaslar çok pahalı. 9 voltluk pillerin sızıntı yapma ihtimalinin daha az veya düşük olduğunu bilmiyorum, ancak bunu öğrenirseniz, bu yıllarca katılımsız olması gereken ekipman seçim kararınızı etkileyebilir. Duracell AA alkalinlerin sızıntısı nedeniyle harap olmuş bazı malzemelerim var.
• Desteklenebilirlik: Gelecekte belki bir zamanlar 9 voltluk piller bugünkü Kodachrome'daki kadar satışa sunulacak. Bu durumda, herhangi bir ekipmanın değiştirilmesi gerekebilir. Bu bir pazarlama kararı değil, bir pazarlama kararı olabilir: pazarlama çalışanlarınız ürünün birkaç yıl içinde işe yaramaz hale geldiği ve değiştirilmesi gerekeceği fikrini beğenebilir.
• Maksimum Akım Talebi: Maksimum akım ve güç Thevenin ve Norton tarafından yönetilir. Akü, dirençli seri halinde mükemmel bir voltaj kaynağı gibi davranır. Gerilim ve direnç, bataryanın iç durumuna göre değişkendir. Ve mevcut maksimum güç, batarya voltajının yarısını bu dahili direnç boyunca düşüren bir yük akımındadır. En yüksek güç talebine bağlı olarak, uygulamanız için en iyi bataryaya karar vermek için bazı laboratuar çalışmaları gerekli olabilir.
• Geri Dönüşüm Sorunları: Sadece çevresel nedenlerden dolayı, tabii ki, AA Duracell'leri, alışılmadık şekilde yeniden şarj etmek ve tekrar kullanmak yoluyla geri dönüştürmeyi seviyorum. Yeniden şarj edilen AA Duracell'in tam gerilime döndüğünü, ancak radyonun maksimum ses seviyesinde çalmasını önleyen daha yüksek bir iç dirence sahip olduğunu biliyorum. Yeniden şarj edilen hücreler de daha kısa bir ömre sahiptir. Ama daha düşük sesle daha çok saatlerce oynuyorum. 9 voltluk bir batarya ile altı kişiden sadece bir ölü hücreye sahip olabilirsiniz, bu nedenle bir tanesini geri yüklemek için şarj etmek diğer beşi aşırı şarj etmekle düşürebilir. Gidecek en iyi yolu belirlemek için bazı laboratuar deneyleri yapılması gerekecektir. Ve denemelerinizin sonucu ne olursa olsun, pil tedarikçisindeki veya tedarikçinin üretim sürecindeki bir değişiklik, sonuçlarınızı geçersiz kılabilir.

Yani, iyi şanslar. Mühendislikte onların doğru ya da yanlış bir cevap olmayabilir. Çoğu karar, rakip konular arasında bir uzlaşmadır.

Diğer cevaplarda değinilmeyen birkaç nokta:

Ağırlık karşılaştırmanız adil ama bence doğrudan hacim-hacim karşılaştırması haksızlık, çünkü genellikle yuvarlak nesneleri toplarken boşa harcanan bir boşluk var. Bir AA hücresi içeren küboid tarafından işgal edilen alan yaklaşık 10.5 cm3'tür. Silindir hacmini almak için PI / 4 ile çarpınız ve tablonuzdaki 8.1cm3'e yaklaşıyoruz.

PP3 9V pil ile uygun bir pakette 6 küçük 1,5V hücreye (AAA'dan daha küçük) sahip olmak için ödeme yapıyorsunuz. Ekstra ağırlık ve hacim ekleyen bu "gereksiz" ambalajdır. Bu pillerin kullanıldığı uygulamalar, bu ambalajın maliyetinin çoğu zaman maddeye göre algılanmaması için yeterince küçüktür.

Bir ekipman üreticisi (normalde mallarını "pil dahil değil" olarak satan), 2xAA hücreleri artı voltaj dönüştürücü veya 1xPP3 hücre kullanmayı seçiyorsa, yalnızca dönüştürücünün ek maliyetini değil, aynı zamanda pil konektörünü de göz önünde bulundurmalıdır. PP3 piller, bir ucunda klipsli raf konektöründen oldukça temizdir, ancak her bir hücrede, pili her iki ucundan da almak için ürüne entegre edilmiş bir pil tutucu gerekir. Tüketiciye, ekipman satın alırken bataryaların maliyetini nadiren dikkate alması, üreticiye PP3'e gitmesi için iki neden verir.

Takviye düzenleyicileri (ve onları tasarlayan mühendisler) her zaman ucuz ya da küçük olmamıştır. Sonuç olarak, piyasada düzensiz 9v ray veya doğrusal regülatör kullanan çok sayıda ekipman vardır. Duman alarmları ve multimetreler birkaç örnektir - yeniden tasarlama paraya mal olur ve BOM maliyetini önemli ölçüde düşürmez veya pazarlanabilirliği artırmaz.

(Şimdi, kaynaktan alfa emisyonlarını kullanarak bir süper kapasitör şarj eden ve asla bir pil değişimine ihtiyaç duymayan bir duman alarmı piyasa avantajına sahip olacaktı - fizik yasalarının izin verip vermediğinden emin değil ...)