10 yıllık pil ömrü ile kol saati nasıl mümkün olabilir?

Casio, "10 yıl pil ömrü" ile bir avuç saatine sahiptir . Buradaki iddia, "ileri teknoloji" sayesinde, bu saatlerdeki pil ömrünün on yıla uzatılmasıdır.

Şimdi, farklı modellere bakarsanız, bunların oldukça karmaşık olduğunu ve dolayısıyla enerji tüketiminin muhtemel olduğunu görüyorsunuz - örneğin, AW-80-1AV modelinde hem sıvı kristal bir ekran, hem de eller var, ayrıca LED aydınlatması ve sesli bir alarm var.

İlk önce belki pilin anahtar olduğunu düşündüm. AW-80-1AV modeli CR2025 ile çalışır. Energizer CR2025 veri sayfası, bu pilin 3 volt nominal çıkış gerilimine ve 163 mAh nominal kapasiteye sahip olduğunu belirtir, bu nedenle 0,489 volt amper-saatlik enerji depolar.

Karşılaştırma için, tipik Swatch modeli, 1,55 volt nominal çıkış gerilimine ve 60 mAh nominal kapasiteye sahip ve böylece 0,093 volt-amper-saat enerji depolayan Renata gümüş oksit 390 (SR1130SW) pille yaklaşık üç yıl çalışır.

Bu yüzden CR2025, yaklaşık beş kat daha fazla enerji depolar, ancak Swatch'ın temel modelinde yalnızca eller bulunur - dijital ekran yok, aydınlatma yok, alarm yok, bu nedenle muhtemelen daha az enerji tüketiyor.

Açıkça, 10 yıl pil ömrünü mümkün kılan daha büyük bir pilden daha fazlası olmalı.

Enerji tüketen bir kol saatinde 10 yıl pil ömrü nasıl mümkün olabilir?

10 yıl = ~ 87650 saat.
1 uA drenaj 10 yılda 87.75 mAh gerektirecektir. = 10 mAh / uA / yıl veya = 100 mAh / uA / 10 yıl
kadar yakın raf ömrü düşmesiyle

Bu yüzden belirtilen 163 mAh batarya ortalama 1.63 uA tedarik edecek.
Teknolojiyi, boyutu ve şansı zorlamak, 5 uA demek olduğunu söyleyebilir.

86400 saniye / gün vardır. Günde 1440 dakika var.

Örneğin alarm kullanımının izin verilen kullanımda 10 yıla kadar sınırlı olduğunu göreceksiniz. Drenajın 1 uA'si alarm kullanımı içinse, 24 uA.hr/day veya 86400 uA.seconds veya 86 mA.seconds alırsınız. Bu, 3 V'ta yaklaşık 240 mW saniyedir. Veya 5 x 50 mW x 1 saniye patlama / gün.

Bir LED 1 mA'da yeterli aydınlatma sağlayabilir. 5 kez / gün x 1 saniye kullanın = 5 mA.sec = 5000 uA.sec veya "sadece" 5000/86400 = 0.06 uA ortalama tahliye. İstediğiniz ve izin verilen şekilde artırın.

IC'yi 1AA'da tutarak zaman geçirebilir misin?
Muhtemelen evet.

Bu yüzden genel olarak hepsi "gerçekten gerçekten zekice ve dikkatli olsaydı, mümkün olmayan bir şekilde mümkün" alanına düşüyor.
Casio'nun şimdiye kadar zekice olması bekleniyor.

Herhangi bir çeşit enerji toplanması kullanılıyorsa, tüm bahislerin açık olduğuna dikkat edin. Bir uA hasadı veya birkaç ses yapılabilir.

GERÇEK DÜNYA ÖRNEK:

Diğerleri var.

Eylül 2012'de, kullanıcı Hli yorum yaptı:

Bir ARM Cortex M3 MCU olan bir EFM32, bir LCD (LCD için 550nA ve RTC'yi çalıştırmak ve RAM'ı tutmak için 900nA) kullanırken yaklaşık 1.45µA'da çalışabilir. Bu yüzden sadece zaman tutan bir çip bundan daha azına dayanabilmelidir

O zaman sağladığı bağlantı şimdi bozuldu:

EFM32 "Gecko" aile M0 + M3, M4 ARM Cortex mikrodenetleyicilerdir Silabs

Silabs EFM32 araması

Wonder Gecko

• EFM32 ™ Wonder Gecko 32-bit ARM® Cortex®-M4 Mikrodenetleyici Silikon Laboratuarları EFM32 ™ Wonder Gecko 32-bit mikrodenetleyici (MCU) ailesi, tam bir DSP komut seti sağlayan ARM® Cortex®-M4 çekirdeği tabanlı 60 cihaz içerir. ve daha hızlı hesaplama performansı için bir donanım FPU'su içerir.

  Wonder Gecko MCU'lar 256 kB'a kadar flash bellek, 32 kB RAM ve 48 MHz'e kadar CPU hızlarına sahiptir. MCU'lar, esnek bir bekleme ve uyku modları yelpazesi, tasarımcıların CPU uyandırma ve ultra düşük bekleme akımı olmadan birçok işlevi uygulamalarına olanak sağlayan akıllı çevre birimleri de dahil olmak üzere enerji tüketimini en aza indirmek için oldukça farklı Gecko teknolojisine sahiptir. En düşük aktif ve bekleme modunda güç tüketimi ile Wonder Gecko, dünyanın en enerji dostu Cortex-M4 MCU'sudur.

Diğer xxx-Gecko çeşitleri M0 +, M3, M4

"Gecko" Digikey listeleri - lejyon

LCD EFM32TG822F32-QFP48T ile 100'lerde en düşük maliyet US2,03 / 100 Digikey

RTC çalışırken en düşük güçlü kullanışlı mod - EM2 - derin uyku

EM2'de yüksek frekanslı osilatör kapalıdır, ancak 32.768 kHz osilatör çalışırken, seçilen düşük enerjili çevre birimleri (LCD, RTC, LETIMER, PCNT, LEUART, I 2C, LESENSE, OPAMP, WDOG ve ACMP) hala mevcuttur. Bu, RTC etkinken 1,0 AA kadar düşük akım tüketimi ile yüksek derecede özerk çalışma sağlar . Açılış Sıfırlama, Brown-Out Algılama ve tam RAM ve CPU tutma da dahildir.

EM1 - uyku

EM1'de CPU uyuyor ve güç tüketimi sadece 51 µA / MHz. DMA, PRS ve bellek sistemi de dahil olmak üzere tüm çevre birimleri hala kullanılabilir durumda

EM0 - çalışıyor

EM0'da CPU, flaştan kod çalışırken 150 µA / MHz kadar az çalışıyor ve çalışıyor. Tüm çevre birimleri aktif olabilir.

Bu yüzden EM0'da 1 ms / s'de çalışmak EM2 bekleme yüküne 0.15 uA ekler.

Genel olarak, EM2'de yaklaşık 1 uA ortalama artı EM0'da gerektiği gibi çalıştırılması, 10 yıl / 163 mAh örnek hedefine ulaşılmasını sağlayacaktır.

___________________________________

Enerji toplanması:

Titreşim ve hareket iyi enerji kaynakları olabilir.

Bir silikon güneş PV / güneş paneli uygulanabilir görünüyor.
Çok kabaca kullanılabilir güç 1 güneş = 100.000 lux'de 150 Watt / m ^ 2'dir.
Bu değerlerde 10 lux'teki 10mm x 10mm'lik bir "panel" ~ = 150 Watt x (0.01mx 0.01m) x10lux / 100000lux = 15 mikroWatt sağlayacaktır.

10 lux loş oda ışığıdır - rengin tek renkli göründüğü düzeyde. Dim!
Eğer bu hassasiyet seviyesi bu kadar düşük ışık seviyelerinde tutulabiliyorsa (diğer "kimyalarda" olduğu gibi) ışık gücü uygun görünmektedir.

Belki de bu saatler, şarj edilebilir bir bataryayı şarj etmek için bir çeşit enerji toplama sistemi kullanıyor mu?

Bir otomatik kuvars seyretmek mekanik kendinden kurmalı saat gibi, onu giyen kişinin günden güne hareketlerinden küçük miktardaki enerji çeker, bir enerji hasat mekanizmaya sahiptir.

Bir güneş enerjili izle ortam ışığından çekme enerjisine küçücük güneş pili kullanır. (Güneş ışığından çok daha kısık olan iç mekan aydınlatması bile saatin çalışmaya devam etmesi için yeterlidir).

Bu saatlerin normalde bir gün boyunca normal bir şekilde çalıştığını duyuyorum, dış güçten kesildiğinde (bilekten alındığında, karanlık bir odaya vb.). Ardından dahili zamanlama hariç her şeyin kapalı olduğu düşük güç durumuna giriyorlar - LCD ekran kararıyor, eller duruyor. Saatin dahili zamanlamayı en az bir ay boyunca devam ettirebilecek bir güç rezervi var; bir üretici 4 yıllık enerji rezervi olan saatlerinin olduğunu iddia ediyor. Sonra onu aldığınızda ve salladığınızda, batarya şarj olmaya başlar ve “eller geçerli zamana göre sihirli bir şekilde dönecektir”. ( a ).

Çok düşük güç tüketimi ile elektronik cihazlar üretmenin nasıl mümkün olduğu hakkında ayrıntılı bilgi mi arıyorsunuz? O zaman Jeelabs'ın düşük güçlü elektronikler hakkındaki notlarını okumaktan zevk alabilirsiniz ( b ). Bir JeeNode tek bir pil şarjı ile 2 yıldan fazla çalıştı (21 Ağustos 2010'da şarj edildi; hala çalışıyor ve 15 Eylül 2012'de geçerli olmaya devam ediyor). ( c )

Yoksa bataryanın erken bozulmamasını sağlayacak teknikler mi arıyorsunuz? Bir bataryayı 10 yıldan uzun süre şarj etmek, 10 yıl boyunca bir birincil hücre elde etmeye çalışmaktan daha "kolay" iken, bu onu "kolay" yapmaz. Orijinal şarj edilebilir pil 5 yıldan daha az bir sürede tükendiğinde, yalnızca boşalmamış, ancak tamamen bitmiş birkaç tüketici elektroniği cihazı için yeni şarj edilebilir piller satın aldım. (Bunu özellikle sinir bozucu yapan şey, 5 yaşındaki ekipmanın yıllar önce üretimini durduran ve şu anda kullanılamayan bazı özel şekilli piller kullanmasıdır ve tüm parlak yeni garip şekilli pillerin de 5 yıl içinde kullanılamayacağından şüpheleniyorum. ). Pillerin zamanından önce bozulmaması nasıl ayrı bir soru sorar - Keşke cevabını bilsem.

Burada anahtar, ikinci el süpürmesinin olmamasıdır. Dakika ibresi her 20 saniyede bir yalnızca bir kez artar ve ellerde meydana gelen tek hareket budur.