Tápellátás - Team Aying
Márton | 2017. december 6. | Hozzászólások 3 megjegyzés
A gyorsítótár-készítés elektronikájának nagy kérdése az áramellátás. Ez a cikk elsősorban a független állandó áramellátás az elektronikához, és nem a színpadokhoz, amelyeket a magával hozott elemekkel szállítanak. A cél mindig az legyen, hogy az elektronikával a lehető legkevesebb karbantartási munkát végezze. Az energiatakarékos elektronika mellett a megfelelő tápegység megválasztása is nagy szerepet játszik. Sok gyorsítótár-tervező csak elemeket használ, sőt szabványosított akkumulátor-rendszerük is lehet. Mások normál alkáli elemekkel, például AA, AAA vagy 9V blokkokkal hagyják. Mivel minden rendszernek megvannak a maga előnyei és hátrányai, a következő eljárást találjuk a leghasznosabbnak:
1. Válassza ki a megfelelő feszültséget
Először tudnia kell, hogy az elektronikában melyik feszültséget vagy feszültségeket használják. Javasoljuk a lehető legkisebb feszültség választását az elektronika tervezésénél vagy kiválasztásánál, ha lehetséges. Gyakran többféle feszültségre van szükség, amelyet természetesen figyelembe kell venni a tervezés során. Itt találhatók a szokásos elemek és akkumulátorok feszültséglépcsői:
Alkáli elemek = 1,5 VLítium-mangán-dioxid elemek = 3,0 V (lásd a cikket: speciális akkumulátorok)
Lítium-tionil-klorid elemek = 3,6 V (lásd a cikket: speciális akkumulátorok)
Nikkel-fém-hidrid elemek = 1,2 VLítium-ion akkumulátorok = 3,6 VÓlomelemek = 6V vagy 12V
Például, ha olyan hangmodult kell szállítania, amely 4,5 V és 5 V között működik, használhat 3x alkáli vagy 4x Ni-MH elemeket.
Például, ha 3 V-ra van szüksége egy rádióelektronikához és 4,5 V-ra egy hangmodulhoz, akkor valójában csak az a változat van, amely 3x alkalikus, további 3V-os csaptelepkel.
Ha nem lehetséges a szükséges feszültség biztosítása, akkor természetesen használhat DC/DC átalakítókat vagy soros szabályozókat is. Ezután azonban a készenléti állapot energiafogyasztása jelentősen megnő, és az akkumulátor élettartama jelentősen csökken.
2. Válassza ki a megfelelő kivitelt
A rendelkezésre álló helytől függően természetesen mindig nagyobb akkumulátort érdemes használni. Minél nagyobb az akkumulátor vagy az újratölthető akkumulátor, annál nagyobb a töltöttsége vagy a kapacitása. Az elemtartók a legfontosabb hibaforrást jelentik - van egy kiegészítő cikk az elemtartókról. Ha karbantartás céljából magával viheti az elektronikát, vannak olyan típusú elemek is, amelyekre forrasztani lehet. Ismét áttekintés a különböző típusokról:
| Tervek | Forrasztó füllel kapható | Gombcellaként kapható | |
| Alkáli elemek | AA elem, AAA elem, C-cella, D-cella, 9 V-os blokk | Nem | Igen |
| Ni-MH akkumulátorok | Ugyanolyan méretek, mint az alkáli elemek, az alkáli elemek különféle felosztásai, pl. 1/2 AA | Igen | Igen |
| Li-Ion elemek | például 18650, 14500, 26650 | Igen | Igen |
| Ólomelemek | Különböző téglalap alakú lapos csatlakozóval | Igen | Nem |
Az áramfogyasztástól és a szükséges teljesítménytől függően természetesen a gombelemek is használhatók tápegységként, lásd: Tápellátás: Speciális elemek. De figyelembe kell vennie, hogy a gombelemeknek sokkal rosszabb az ár/teljesítmény aránya. Ezért csak akkor használnánk őket, ha kompakt vagy vékony kialakítástól függ.
3. Karbantartási erőfeszítések
Ha van némi mozgástere a feszültségtartományban, sokak számára felmerül az alapvető kérdés: akkumulátor vagy akkumulátor?
Az alábbiakban egy kis számítási példa 4,5 V-os alkáli AA elemblokkkal, összehasonlítva a különböző elemekkel. Két különböző típusú Ni-MH akkumulátor létezik. Néhányan nagyobb kapacitással rendelkeznek, ugyanakkor nagy az önkisülés is. A többiek kapacitása kisebb, és gyakran "alacsony önkisülésnek", "minimális önkisülésnek" vagy "LSD-Ni-MH" -nak nevezik őket. Összehasonlításképpen: 4,8 V AA Ni-MH akkumulátor blokk mindkét változatban és egy klasszikus 18650 3,6 V lítium-ion akkumulátor. Az elektronika átlagos energiafogyasztása 0,2 mA.
Lúgos
Jellemző kapacitás 2100 mAh, ár (Aldi) 0,20 €, önkisülés évente 6%
Napi energiafogyasztás = 0,2 mA * 24 óra = 4,8 mAh
Napok száma = 2100 mAh/4,8 mAh = 438 nap
Önkisülés = 94% * 2100 mAh = 1974 mAh
Az önkisüléssel töltött napok száma = 1974 mAh/4,8 mAh = 411 nap = kb. 13-14 hónap
Ni-MH (nagy kapacitás)
Tipikus kapacitás 2700 mAh (Emmerich), ára 3,75 €, önkisülés havonta 25%
Napi energiafogyasztás = 4,8 mAh
Havi energiafogyasztás = 144 mAh
4 hónap múlva fennmaradó töltöttség = 2700 * 75% ^ (4) = 854 mAh
4,5 hónap múlva fennmaradó töltöttség = 2700 * 75% ^ (4,5) = 740 mAh
5 hónap után fennmaradó töltés = 2700 * 75% ^ (5) = 641 mAh
Áramfogyasztás 5 hónap után = 720 mAh -> lemerült az akkumulátor alig több mint 4,5 hónap üres
Ni-MH (alacsony önkisülés)
Jellemző kapacitás 1900 mAh (eneloop), ára 3,75 €, önkisülés évente 20%
10 hónap után fennmaradó töltés = 1900 * 80% ^ (10/12) = 1578 mAh
10,5 hónap múlva fennmaradó töltés = 1900 * 80% ^ (10,5/12) = 1562 mAh
11 hónap után fennmaradó töltés = 1900 * 80% ^ (11/12) = 1548 mAh
Energiafogyasztás 11 hónap után = 1584 mAh -> lemerült az akkumulátor alig több mint 10,5 hónap üres
Li-ion
Jellemző kapacitás 3000 mAh (Sony), ára 5,00 €, önkisülés havonta 4%
12 hónap után fennmaradó töltés = 3000 * 96% ^ (12) = 1838 mAh
12,5 hónap múlva fennmaradó töltés = 3000 * 96% ^ (12,5) = 1801 mAh
13 hónap után fennmaradó töltés = 3000 * 96% ^ (13) = 1765 mAh
Energiafogyasztás 12,5 hónap után = 1800 mAh -> lemerült az akkumulátor kb. 12,5 hónap üres
értékelés
| futási idő | évi költségek | 5 évenkénti költségek (Elem élettartam) | Karbantartási utak 5 évente | |
| Lúgos | 13-14 hónap | 0,60 € | 3,00 € | 5. |
| Ni-MH (nagy kapacitás) | 4,5 hónap | 15,00 € | 15,00 € | 13-15 |
| Ni-MH (alacsony SE) | 10,5 hónap | 15,00 € | 15,00 € | 5-6 |
| Li-ion | 12,5 hónap | 5,00 € | 5,00 € | 5. |
Pontosan mit mond nekünk ez a számítás? Mielőtt következtetést vonnánk le, meg kell említeni, hogy alacsonyabb hőmérséklet esetén az önkisülés jelentősen megnő. Ez azt jelenti, hogy télen a futási időnek csak körülbelül 50-75% -a van, a gyártótól és az akkumulátor típusától függően.
Következtetés
Elvileg összefoglalóan azt lehet mondani Ni-MH akkumulátorok nagy kapacitással a hosszú távú működéshez abszolút nem megfelelő mert havi 25% -os önkisülésük van. Ezek a Ni-MH akkumulátorok ideálisak, ha rövid időre sok energiára van szükség, például szerszámeszközökben vagy modellkészítésben. Még az alacsony önkisülésű Ni-MH akkumulátorok ára is jóval magasabb, mint az összehasonlító típusoké, és rosszabbul járnak.
Az alkáli és a Li-Ion esetében ez valóban csak erre vonatkozik futási idő nál nél. Ha kevesebb energiafogyasztással számoljuk a példát, az alkáli elemek egyértelműen megelőzik a lítium-ion akkumulátorokat. Tehát, ha nagyon energiatakarékos elektronikát épít, és a karbantartási költségeket a lehető legalacsonyabban szeretné tartani, mindenképpen alkáli elemeket használjon. Ha az elektronikának valamivel több áramra van szüksége, és egyébként is évente kell várnia, akkor mindenképpen gondolkodhat lítium-ion vagy Ni-MH akkumulátorokon
Amit nem szabad elfelejteni: szükség van az elemekre speciális töltők és alkáli elemeket minden benzinkútnál lehet beszerezni. Fordítva: Ugyanazzal az energiával kapcsolatban kb. 2-3-szoros helyre van szükség az alkáli elemek számára, mint például a lítiumionokra. Ha 4–5 V feszültségre van szüksége, akkor lítium-ionnal kell dolgoznia feszültségátalakítóval, ami viszont nagyobb energiafogyasztást jelent. Ha 3,3 V-val dolgozik, akkor optimálisan használhat egy 3,6 V-os lítium-ion akkumulátort, valamint egy kis tápegységet.
Ezért következtetésünk: Nincsenek általános állítások - Meg kell határozni, hogy az egyes célokra melyik tápegységet használják. Általánosságban elmondható, hogy az alkáli elemek összehasonlításban gyakran nyernek és optimálisan megfelelnek a követelményeknek. Van azonban elég olyan eset is, amikor más kínálaton kell gondolkodni.