Jak w prosty sposób poprawić żywotność baterii

Wpływ średniego zużycia energii na żywotność baterii

Żywotność baterii smartfona jest dla wielu użytkowników frustrująca. Ten sam problem dotyczy również szerokiej gamy urządzeń IoT. I chociaż szukając idealnego rozwiązania łatwo jest zagłębić się w szczegóły, ważne jest, aby nie stracić z oczu szerszego obrazu.

Aby zapewnić niezawodne i długotrwałe działanie inteligentnego urządzenia, trzeba wziąć pod uwagę typ baterii, szczytowe zużycie energii, protokół łączności bezprzewodowej, opóźnienia, przepustowość, stany uśpienia i wymagania dotyczące przesyłania danych.

Oczekiwana żywotność baterii pastylkowej

W urządzeniach zasilanych bateriami pastylkowymi - popularnymi ze względu na ich niski koszt, rozmiar i wagę - często stosowana jest łączność bezprzewodowa o bardzo niskim poborze mocy. Uwzględnienie żywotności baterii w takich produktach ma kluczowe znaczenie, ponieważ baterie pastylkowe są wrażliwe na szczytowy pobór prądu: piki zbyt dużego poboru prądu mogą wpływać na ogólną żywotność baterii i powodować spadki napięcia pośredniego. Aby więc ustalić oczekiwaną żywotność baterii, musisz obliczyć lub zmierzyć spodziewany średni pobór mocy. To właśnie średni pobór mocy ma największe znaczenie dla żywotności baterii, chyba że źródło zasilania ma ograniczoną pojemność: w takim przypadku równie ważny będzie szczytowy pobór prądu.

© Nordic Semiconductor

Szczytowy pobór mocy dla źródeł zasilania z ograniczeniem prądu

Litowo-jonowe baterie pastylkowe są popularnym wyborem w przypadku małych, niedrogich gadżetów wyposażonych w czujniki, jednak mogą one dostarczać tylko około 5 mA prądu szczytowego bez uszkodzenia. Jeśli wykorzystujesz większy pobór szczytowy, ryzykujesz znaczne zmniejszenie pojemności baterii w stosunku do danych podanych przez producenta.

Wraz ze wzrostem wielkości i długości szczytowych poborów energii żywotność baterii zmniejsza się trzykrotnie:

• Po pierwsze, żywotność baterii skraca się po prostu dlatego, że średnie zużycie energii wzrasta w okresie szczytowym.
• Po drugie, pojemność akumulatora spada, ponieważ pobierany prąd jest zbyt duży, co powoduje uszkodzenie pojemności akumulatora.
• Po trzecie, żywotność baterii skraca się po prostu dlatego, że skok prądu obniżył napięcie wyjściowe baterii (chyba że urządzenie, które zasilasz, toleruje szeroki zakres napięć zasilania). Dlatego nawet jeśli bateria nadal jest naładowana, urządzenie może przestać działać, jeśli napięcie baterii spadnie poniżej określonego poziomu.

Na przykład, jeśli planujesz przesyłać dane w dużych seriach, możesz przekroczyć zalecaną wartość szczytową, wywołując wszystkie opisane negatywne skutki na żywotność baterii. I jeszcze dobra rada: nie porównuj prądów szczytowych za pomocą danych dostarczanych przez producentów! Najlepszym sposobem pomiaru poboru prądu zawsze jest amperomierz lub oscyloskop. 

Wybór protokołu łączności bezprzewodowej

Chociaż Wi-Fi stało się standardem dla wymagających dużej przepustowości urządzeń audio i automatyki domowej, zużycie energii w tym standardzie jest wysokie, a urządzenia te są zwykle zasilane prądem przemiennym. Mając to na uwadze, można stwierdzić iż na przykład większość urządzeń do noszenia powinna być zgodna z innymi standardami, o lepszej wydajności energetycznej. Poniższa tabela przedstawia porównanie popularnych standardów łączności bezprzewodowej pod względem wymagań zasilania :

© Nordic Semiconductor