Spesifikasi baterai Lithium Coin Cell CR2032

Saya menggunakan modul baterai CR2032 untuk mengoperasikan modul BLE 4.1. Radio BLE untuk komunikasi membutuhkan sekitar 3,5ma hingga 5ma arus. Tetapi ketika saya melihat lembar data baterai ( https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/maxell_cr2032_datasheet.pdf ) itu menunjukkan arus pengeluaran nominal adalah 0,2mA.

Pertanyaan saya adalah: selama komunikasi BLE, ketika arus sekitar 5mA, apakah baterai ini dapat menyediakan arus ini? Juga untuk tujuan apa nilai nominal pelepasan nominal ditunjukkan?

current battery-operated cell-battery

— Tertanam virus
sumber

Jawaban:

Saya melakukan tesis PhD saya tentang manajemen energi dalam jaringan sensor nirkabel dan bekerja dengan node sensor menggunakan baterai CR2032. Kami merancang sendiri node (pengawas saya merancang PCB dan saya merancang firmware dan semua pengujian terkait energi).

Saya dapat mengkonfirmasi apa yang dikatakan orang di atas bahwa Anda dapat menarik 100mA puncak dari sel CR2032 baru. Tetapi seperti yang mereka katakan, untuk mendapatkan kapasitas nominal dalam hal mAh, Anda harus membuangnya pada arus dan suhu nominal yang ditentukan.

Node sensor yang saya kerjakan menggambar 27-35mA pada transmisi. Tetapi transmisi berlangsung selama 110-140 ms sekaligus, satu kali setiap menit. Pada suhu kamar menggunakan CR2032 tunggal secara paralel dengan supercap 75mF dari CapXX kami berhasil menggunakan sekitar 87% dari kapasitas pengenal CR2032 (node yang diuji berfungsi rata-rata 99 hari). Kami menggunakan CR2032 dari Renata. Pengaturan yang sama tanpa superkapasitor akan mendapatkan sekitar 10-15 hari lebih sedikit waktu fungsional rata-rata. Namun, supercap menjadi sangat penting jika Anda memutuskan untuk turun dalam suhu operasi !!! (yang kami lakukan dalam tes hingga -30 ° C)

Konsekuensi dari pemakaian dengan arus yang lebih tinggi adalah Anda dapat memperoleh energi lebih sedikit daripada yang ditentukan dari baterai. Puncak saat ini membuat voltase turun dan pada saat itu, voltase turun di bawah voltase brown-out Anda - sirkuit Anda diatur ulang. Tak perlu dikatakan pada saat itu masih ada energi yang tersisa di sel. Untuk mengatasi masalah ini Anda bisa menambahkan super kapasitor untuk meratakan puncak arus transmisi (turun tegangan).

Tapi:

super kapasitor mahal
Anda memerlukan satu dengan arus bocor rendah dan sirkuit keseimbangan seperti dari CapXX (mereka memiliki arus bocor dalam kisaran 1-2uA)

Supecapacitor arus bocor tinggi akan lebih berbahaya daripada baiknya jika perangkat perlu dihidupkan selama berhari-hari atau berminggu-minggu.

Juga jangan ragu untuk menghubungkan CR2032 secara paralel jika Anda perlu dan Anda memiliki ruang - Anda pada dasarnya menggandakan kapasitas saat ini.

Karena itu - masih ada satu ton pekerjaan yang harus dilakukan di dunia ini untuk meningkatkan manajemen energi dalam aplikasi semacam itu.

— teknologi rendah
sumber

Terima kasih telah merinci. Di sini jika saya menghubungkan nilai besar Tantulam Cap 47uF di baterai, apakah itu berarti kapasitor dapat menjadi sumber daya selama komunikasi BLE karena akan mendapatkan debit selama iklan BLE menyediakan arus, saya telah membaca di suatu tempat. jika demikian kita dapat meminimalkan daya atau tidak?

— Viral Embedded

lowtech berbicara tentang supercaps dalam kisaran milifarad, bukan mikrofarad.

— CherryDT

47 - 100μF seharusnya sudah membantu. SiLabs merekomendasikannya untuk modul Bluetooth BGM111 mereka juga. Mengutip datasheet: “Baterai sel koin tidak dapat menahan arus puncak tinggi (misalnya lebih tinggi dari 15 mA). Jika arus puncak melebihi 15 mA, disarankan untuk menempatkan kapasitor 47 - 100 μF secara paralel dengan baterai sel koin untuk meningkatkan masa pakai baterai. "

— Michael

Saya ragu untuk menjual perangkat yang membutuhkan koneksi sel CR2032 secara paralel. Dan selalu ada CR3032.

— fgrieu

@ViralEmbedded: profil konsumsi saat ini selama transmisi akan banyak membantu Anda. Apakah Anda mencicipi arus konsumsi dengan kecepatan tinggi? Kami melakukan ini pada 50ksps (50'000 sampel per detik) menggunakan multimeter DAQ. Saya terkejut bahwa saat ini transmisi hanya 5mA - saya harapkan lebih dari 10mA.

— lowtech

Dari lembar data:

Kapasitas nominal menunjukkan durasi sampai tegangan turun ke 2.0V ketika dilepaskan pada arus luahan nominal pada 20 derajat. C

Jadi, jika Anda melepaskan 0,2mA stabil, Anda akan mendapatkan kapasitas 220mAh, atau 1100 jam. Pengosongan pada tingkat yang lebih tinggi akan mengurangi kapasitas baterai. Berdenyut juga akan memengaruhi ini, karena BLE berdenyut hingga 5mA. Denyut nadi 5mA selama sepersekian detik sementara tidak ada sisa waktu, dapat menghasilkan hasil yang setara dengan 0,2mA.

Jika Anda melihat grafik berlabel Pulsa Pulsa, ini menunjukkan pulsa 5 detik 300 Ω, atau 10mA @ 3V. Debit berdenyut seperti ini akan mengurangi kapasitas total selama masa pakai baterai menjadi sekitar 180mAh dari nominal 220mAh.

Untuk menjawab dua pertanyaan langsung Anda:

CR2032 tipikal dapat sumber lebih banyak saat ini dari 5 mA. Anda bisa menarik 100mA darinya, selama kurang dari satu jam, dengan beberapa peringatan tentang ESR tinggi.
Arus nominal adalah untuk menetapkan masa pakai baterai. CR2032, dan sel koin pada umumnya, dimaksudkan untuk aplikasi saat ini, umur pakai yang rendah, seperti jam waktu nyata atau cadangan data baterai. Mereka tidak dimaksudkan untuk menyalakan beban berat.

— Pejalan kaki
sumber

Dua komentar kecil. Pertama adalah bahwa secara teknis kapasitas yang didorong akan dianggap 160mAh dari grafik. Kedua adalah bahwa pada 100mA sel koin MnO-Li yang khas sama sekali tidak mungkin untuk turun ke 1.5V atau di bawah tergantung pada ukuran.

— Asmyldof

@ Asmyldof Jika saya tidak hanya tergeser oleh kebakaran rumah, saya akan menguji undian maksimal, banyak suku cadang tergeletak di sekitar. Tetapi untuk 160mAh, masa pakai baterai didefinisikan sebagai 2V, bukan 2.5V. Ini lebih seperti 188mAh menurut grafik. (yang saya bulatkan)

— Pejalan kaki

Adapun kemampuan saat ini, pertimbangkan dua 2032 yang memasok kualitas tahun 2000 Biru atau LED Putih awal langsung di gantungan kunci. Jika mereka tidak akan turun ke 1.8V masing-masing pada 30mA LED itu pasti akan terbakar. Untuk kepulangan itu adalah diskusi yang rumit di mana Anda bisa benar. Tetapi catatan itu menekankan indikasi nominal pada arus nominal dan suhu nominal, tidak ada yang benar-benar berperan dalam skenario itu, sehingga perbedaan antara 2.5V dan 2V dalam hal itu adalah 1% atau lebih. Umumnya ketika tingkat perubahan melewati tikungan non-linier, baterai menjadi tidak dapat diandalkan dalam prediksi.

— Asmyldof

@ Rumah pemadam kebakaran Derby? : -kami tidak disebabkan oleh sel lithium yang kelebihan muatan, kami harap?

— otomatis

Saya pikir jawabannya ada dalam grafik lembar data ini:

$3V \div 300\Omega$

(Ini karena lebih banyak daya yang dibakar pada resistansi internal baterai. Tetapi tampaknya baik-baik saja jika Anda baik-baik saja dengan kapasitas yang berkurang)

— Daniel
sumber