कम पावर इंटरमीटेंट डिवाइस की औसत वर्तमान खपत निर्धारित करें: 4 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

परिचय

जिज्ञासा से मैं जानना चाहता था कि मेरे रिमोट तापमान सेंसर में बैटरी कितनी देर तक चल सकती है। यह श्रृंखला में दो एए सेल लेता है लेकिन यह एक एमीटर को लाइन में रखने और डिस्प्ले को देखने में बहुत कम मदद करता है क्योंकि फटने में बिजली की खपत होती है। हर दो मिनट में डिवाइस अपने 433 मेगाहर्ट्ज ट्रांसमीटर पर कुछ सेकंड के लिए स्विच करता है और फिर अगले ट्रांसमिशन तक बस समय रखने की एक शांत स्थिति में लौट आता है।

मुझे औसत प्राप्त करने के लिए घंटों की अवधि में समग्र वर्तमान खपत को एकत्रित करने के साधन की आवश्यकता थी। मैंने इसे सुपर कैपेसिटर से डिवाइस को पावर करके और घंटों में कैपेसिटर के वोल्टेज ड्रॉप से प्रभावी औसत करंट की गणना करके किया।

स्पष्ट रूप से यह पूरी तरह से सटीक परिणाम नहीं दे सकता है क्योंकि कैपेसिटर को कुछ आंतरिक रिसाव का सामना करना पड़ता है और हर बार वाल्टमीटर को रीडिंग प्राप्त करने के लिए कनेक्ट होने पर चार्ज खो देता है। लेकिन सामान्य बैटरी कितने समय तक चल सकती है, यह तय करने के मेरे उद्देश्यों के लिए प्राप्त परिणाम पर्याप्त रूप से सटीक हैं।

आपूर्ति

• परीक्षण के तहत डिवाइस (मेरे मामले में एक दूरस्थ तापमान सेंसर)
• वाल्टमीटर (एक डिजिटल मल्टीमीटर एकदम सही है)
• सुपर कैपेसिटर (मैंने 4 फैराड 5.5V एक का इस्तेमाल किया)
• घड़ी (पठन लेते समय ध्यान देने योग्य)
• क्रोक-क्लिप लीड।

चरण 1: उपकरण जांचें

सुनिश्चित करें कि सुपर कैपेसिटर पर्याप्त रूप से अपना चार्ज रखता है।

दो एए कोशिकाओं का उपयोग करके (यह मानते हुए कि वे पूरी तरह से चार्ज हैं) उन्हें सुपरकैप से 3 वोल्ट तक लाने के लिए कनेक्ट करें। डिस्कनेक्ट करें। सुपरकैप वोल्टेज को मापने के लिए इसे 3 वोल्ट (या लगभग) कहते हैं और वोल्टेज और समय पर ध्यान दें। वाल्टमीटर को डिस्कनेक्ट करें। कुछ घंटे प्रतीक्षा करें। सुपरकैप वोल्टेज को फिर से मापने के लिए जांचें कि क्या यह गंभीर रूप से लीक हो रहा है। उम्मीद है कि यह शायद ही कभी बदला होगा। माई ४ फैराड सुपरकैप में अभी भी एक महीने के बाद अपने प्रारंभिक वोल्टेज का आधा था!

संयोग से, सुपरकैप्स के साथ मेरा अनुभव बताता है कि कैपेसिटेंस जितना बड़ा होगा, उतनी ही जल्दी वे अपने वोल्टेज को लीक कर देंगे। मेरा 100 फैराड कैपेसिटर एक दिन से भी कम समय में अपना आधा वोल्टेज खो देता है।

चरण 2: माप लें

परीक्षण के तहत संचालित सुपरकैप को डिवाइस से कनेक्ट करें और प्रारंभिक वोल्टेज को मापें, समय को भी ध्यान में रखते हुए।

डिवाइस को सुपरकैप से चलने के लिए छोड़ दें और हर कुछ घंटों में वोल्टेज की जांच करें। एक बार वोल्टेज कम हो जाने पर, कहें, २५ प्रतिशत (मेरे ३ वोल्ट डिवाइस के लिए आधा और एक वोल्ट ड्रॉप के बीच) वोल्टेज और समय को फिर से नोट करें।

यह न मानें कि अधिक समय तक दौड़ना बेहतर होगा क्योंकि यदि वोल्टेज बहुत कम हो जाता है तो उपकरण काम करना बंद कर सकता है।

चरण 3: मठ करो

एक आदर्श (सैद्धांतिक रूप से परिपूर्ण) संधारित्र के लिए भार के माध्यम से निर्वहन दिखाए गए नीले सूत्र द्वारा व्यक्त किया जाता है।

कहा पे:

Vc = अंतिम संधारित्र वोल्टेजVs = प्रारंभिक संधारित्र वोल्टेज = गणितीय स्थिरांक लगभग 2.718t = सेकंड में समयR = भार प्रतिरोधC = समाई

हमें बस इतना करना है कि ऊपर से R की गणना करें। फिर प्रभावी प्रतिरोध और औसत आपूर्ति वोल्टेज को जानकर हम औसत वर्तमान खपत प्राप्त कर सकते हैं। यह तब तक आसान नहीं है जब तक आप एक उन्नत गणितज्ञ न हों। इसे आसान बनाने के लिए, हम पहले उस सूत्र को BLACK-&-WHITE संस्करण के अनुसार पुनर्व्यवस्थित करते हैं जहां R विषय है।

(* का अर्थ है गुणा करना और ln() का अर्थ है कोष्ठक में जो कुछ है उसका प्राकृतिक लघुगणक।)

गणित करना कष्टप्रद है और त्रुटि की संभावना है इसलिए मैंने भारी भारोत्तोलन करने के लिए एक स्प्रेडशीट बनाई।

आप मेरी स्प्रैडशीट से देखेंगे कि मैंने इस दृष्टिकोण की सटीकता की जांच के लिए सबसे पहले एक ज्ञात लोड रेसिस्टर का उपयोग किया था। मेरा सबसे खराब मामला 10 प्रतिशत त्रुटि से कम था। इतना बुरा भी नहीं।

चरण 4: अपने स्वयं के प्रयोगों के लिए स्प्रेडशीट डाउनलोड करें

आप मेरी स्प्रैडशीट डाउनलोड कर सकते हैं और अपने स्वयं के प्रयोग करते समय कॉलम में अपने स्वयं के मान डाल सकते हैं।

निष्कर्ष

औसत वर्तमान खपत का निर्धारण करने की यह विधि अधिकांश व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए पर्याप्त है।

जैसा कि आप स्प्रेडशीट से देखेंगे, मेरा रिमोट तापमान सेंसर लगभग 85 माइक्रो एम्पियर की खपत करता है। अगर मैं बस यह मान लूं कि यह १०० माइक्रो एम्प है तो इसका मतलब है कि डिवाइस में २००० एमएएच की बैटरी २०,००० घंटे - कुछ वर्षों तक चलनी चाहिए। मैं यही जानना चाहता था।