Батарея иштейт IOT: 7 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Эгерде сиздин батарейка менен иштеген IOT долбоору үзгүлтүксүз иштесе, бул схема бош турганда болгону 250nA (бул 0.00000025 ампер!) Колдонот. Адатта, батареянын кубатынын көбү активдүүлүктүн ортосунда текке кетет. Мисалы, ар бир 10 мүнөттө 30 секунд иштеген долбоор батарейканын кубаттуулугунун 95% ын коротот!

Көпчүлүк микро контроллерлердин күтүү режими төмөн, бирок процессорду тирүү кармоо үчүн дагы эле күч керек, ошондой эле ар кандай перифериялык түзүлүштөр энергияны керектейт. 20-30мАдан төмөн күтүү токун алуу үчүн көп күч керек. Бул долбоор аары челектериндеги температураны жана нымдуулукту билдирүү үчүн иштелип чыккан. Анткени батарейканын алыскы жайгашкан жери жана маалыматты тандоо үчүн клетканын калканы жалгыз тандоо.

Бул схема каалаган контроллер жана 12, 5 же 3V кубаты менен иштейт. Көпчүлүк электрондук дүкөндөрдө бир нече доллар турган компоненттер болот.

Жабдуулар

Резисторлор: 2x1K, 3x10K, 1x470K, 2x1M, 5x10M

Диоддор: 2x1N4148, 1xLED

MOSFET: 3x2N7000

Саат: PCF8563 же микроконтроллер үчүн эквивалент

Реле: 12V берүү үчүн EC2-12TNU

5V үчүн EC2-5TNU

3V үчүн EC2-3TNU

Power: OKI-78SR-5/1.5-W36-C 12V 5V Converter же микроконтроллер тарабынан талап кылынат

Которуу: Кайра орнотуу үчүн убактылуу басуу, тест үчүн SPDT

1 -кадам: Район кантип иштейт

Район абдан жөнөкөй:

- Батарея менен иштеген сигнализация өчөт жана өчүргүчтү ыргытат

- Батареядан күч контроллерге агат, ал башталат жана өз ишин кылат

-Контроллер сигнализацияны баштапкы абалга келтирет

- Анан өчүргүчтү өчүрөт.

2 -кадам: Саат

Көпчүлүк реалдуу убакыт сааттары иштеши керек, эгерде алар сиздин контроллериңизге шайкеш келсе жана сигнал өчкөндө кабар берген үзгүлтүк (Int) сызыгы болсо.

Контроллерге жана саатка жараша программалык китепкананы орнотуу керек болот.

СУРАНЫЧ, контролеруңузду жана саатты прототип тактасына орнотуңуз жана кийинки үзгүлтүктүн качан болорун жана сигнал өчкөндөн кийин үзгүлтүктү кантип тазалоо керектигин программалай аласыз. Акыркы тактаны куруудан мурун аны иштетүү азыр алда канча оңой. Программаларды жазуу үчүн акыркы кадамды караңыз.

3 -кадам: которуштуруу

Которуу үчүн биз 2 катушка менен бекитүүчү релени колдонобуз.

Орнотулган катушка аркылуу ток коюу релени күйгүзөт. Токтун болжол менен 12 мс агышы керек, андан кийин релени калтырып өчүрүүгө болот.

Релени өчүрүү үчүн окшош импульсту баштапкы абалга келтирип коюңуз.

Биз релени жабык кармоо үчүн батареянын кубатын пайдаланбоо үчүн, бекитүүчү реленин болушун каалайбыз. Ошондой эле, биз релени бул схемадан "күйгүзөбүз" жана ал бүткөндө контроллерден "өчүрөт".

Долбоор 12V SLA батарейкасы үчүн курулган. Булар арзан (менде болгондой эле нөл!) Жана кичинекей күн кубаттагычы менен Канадалык кышта жакшы иштейт.

Район бир нече АА батареяларын колдонуу менен 3V релеси менен курулушу мүмкүн. Реле 2А электр чыңалуусунда иштей тургандыктан, ал кичинекей дубалдын кубаттуулугун (же экинчи чоң кубаттуулук релесин) электр кубаты менен иштеген жабдууларга алмаштырышы мүмкүн. Жөн гана 12Вдан жогору нерсенин баары туура негизделген кутуда жана жакшы изоляцияланганына ишениңиз.

4 -кадам: 2N7000 MOSFET

Бул схема которгучтар катары колдонулган 3 2N7000 жакшыртылган режими N каналы MOSFETs (металл оксиди жарым өткөргүч талаа эффекти транзистору) колдонот.

Бир нече долларга бааланат, бул абдан сонун түзүлүштөр. Дарбазанын чыңалуусу болжол менен 2В ашканда, дренаж (+) менен булактын (-) ортосундагы учурдагы агымдар. Качан "күйгүзүлгөндө" Булак-Дренаждын каршылыгы омго барабар. Көптөгөн megohmes өчүрүлгөндө. Бул сыйымдуу түзмөктөр, ошондуктан дарбазанын агымы түзмөктү "кубаттоо" үчүн жетиштүү.

Дарбазанын чыңалуусу төмөн болгондо дарбазанын агып кетүүсүнө мүмкүнчүлүк берүү үчүн дарбаза менен булактын ортосунда резистор керек, антпесе аппарат өчпөйт.

5 -кадам: Circuit

Сааттын (INT) үзгүлтүк линиясы адатта калкып чыгат жана ойготкуч өчкөндө жерге (сааттын ичинде) туташат. 1М каршылыгы ойготкучту күтүп турганда бул сызыкты бийик тартат.

U1 инвертор катары иштейт, анткени ойготкуч өчкөндө релени күйгүзүү үчүн активдүү бийикке муктажбыз. Сааттын тескериси. Бул U1 ар дайым күтүү режиминде иштеп жатканын жана батарейкага дайыма түгөнүүнү билдирет. Бактыга жараша, биз бул токту чектөө үчүн абдан чоң R1 каршылыгын колдоно алабыз. Симуляциялар бул бир нече Гомго чейин болушу мүмкүн экенин көрсөттү! Менин жергиликтүү дүкөнүмдө 10M каршылыгы бар болчу, ошондуктан мен 5 сериясын колдондум. 250na менин китебимде жетишерлик төмөн.

U2 - реленин орнотулган катушкасын иштетүү үчүн жөнөкөй которуу.

2 диод реле катушкаларынын күчү өчүрүлгөндө схеманы коргоо үчүн керек. Магнит талаасы кыйрап, бир нерсеге зыян келтире турган токтун өсүшүн пайда кылат.

Батареядан чийки 12В чыңалуучу R6 жана R7ге бөлүнөт. Аккумулятордун чыңалуусун көзөмөлдөп, кабарлоо үчүн борбордук пункт контроллердин аналогдук казыктарынын бирине барат.

U4 контроллер үчүн 5V өндүрүү үчүн DC конвертерине өтө эффективдүү.

Контроллер бүткөндөн кийин, ал Рофту өчүргөн U3 күйгүзүүчү Пофф линиясын бийик көтөрөт. R4 каршылыгы U3 дарбазасы үчүн жер жолун камсыздайт. MOSFET - сыйымдуу түзмөк жана R4 заряддын жерге агып кетүүсүнө мүмкүндүк берет, андыктан которгуч өчүп калышы мүмкүн.

Сыноочу которгуч электр кубатын микро контроллерден жана LEDге бурат. Бул схеманы тестирлөө үчүн пайдалуу, бирок контролер кодду программалоо жана тестирлөө үчүн компьютерге туташтырылганда өтө маанилүү. Кечиресиз, бирок мен 2 булактын күчү менен сынаган жокмун!

Баштапкы абалга келтирүү баскычы керектүү нерселерден кийин болгон. Ансыз система биринчи жолу күйгүзүлгөндө сигнализацияны коюуга мүмкүнчүлүк жок !!!

6 -кадам: Райондук симуляция

Сол жактагы симуляция система бош турганда баалуулуктарды көрсөтөт. Оң жакта сигнализация иштеп турганда жана үзүлүү сызыгы төмөн тартылганда симуляция бар.

Чыныгы чыңалуу симуляция менен абдан жакшы макулдашылган, бирок мен учурдагы чүчүкулакты ырастоого эч кандай мүмкүнчүлүгүм жок.

7 -кадам: Курулуш жана программалоо

Район болжол менен схеманы аткаруу үчүн тар тилкеде курулган. Эч нерсе татаал эмес.

Программа башталаар замат ал сигналды баштапкы абалга келтириши керек. Бул реленин белгиленген катмары аркылуу токтун агымын токтотот. Программа өз ишин кыла алат жана аяктагандан кийин ойготкучту коет жана Поффту жогору буруп баарын өчүрөт.

Контроллерге жана саатка жараша программалык китепкананы орнотуу керек болот. Бул китепкана коддун үлгүсүн камтыйт.

Интерфейс жана программалоо сааты схеманы өткөрүүдөн мурун прототип тактасында сыналышы керек. Arduino жана H2-8563 сааттары үчүн SCL A5ке, SDA A4кө барат. Үзгүлтүк схемада көрсөтүлгөн INTке барат.

Arduino үчүн тест коду төмөнкүлөрдү камтыйт:

#кошуу

#include Rtc_Pcf8563 rtc;

rtc.initClock ();

// баштоо үчүн күндү жана убакытты коюңуз. Эгер сиз саат же мүнөттө ойготкучтарды кааласаңыз, кереги жок. rtc.setDate (күн, иш күнү, ай, кылым, жыл); rtc.setTime (саат, мүн, сек);

// Ойготкучту коюу

rtc.setAlarm (мм, чс, 99, 99); // Мин, саат, күн, иш күнү, 99 = көз жаздымда калтыр

// Clear alarm rtc.clearAlarm (); }