BLE 4.1 모듈을 작동시키기 위해 CR2032 배터리 모듈을 사용하고 있습니다. 통신용 BLE 라디오는 약 3.5 ~ 5ma의 전류를 소비합니다. 그러나 배터리의 데이터 시트 ( https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/maxell_cr2032_datasheet.pdf )를 보면 공칭 방전 전류가 0.2mA임을 보여줍니다.
내 질문은 : BLE 통신 중에 전류가 약 5mA 일 때이 배터리 가이 전류를 공급할 수 있습니까? 또한 공칭 방전 전류 값은 어떤 목적으로 표시됩니까?
답변:
무선 센서 네트워크에서 에너지 관리에 관한 박사 학위 논문을 작성했으며 CR2032 배터리를 사용하여 센서 노드와 협력하고있었습니다. 우리는 노드를 직접 설계했습니다 (감독관이 PCB를 설계했고 펌웨어 및 모든 에너지 관련 테스트를 설계했습니다).
위의 사람들이 새로운 CR2032 셀에서 100mA 피크를 그릴 수 있다고 말한 것을 확인할 수 있습니다. 그러나 그들이 말했듯이 mAh로 공칭 용량을 얻으려면 지정된 공칭 전류와 온도에서 방전해야합니다.
내가 작업하고있는 센서 노드는 전송시 약 27-35mA를 그렸습니다. 그러나 전송은 매분마다 한 번에 110-140ms 동안 지속되었습니다. CapXX의 75mF 수퍼캡과 병렬로 단일 CR2032를 사용하는 실온에서 CR2032의 정격 용량의 87 %를 사용했습니다 (테스트 된 노드는 평균 99 일 동안 작동했습니다). 우리는 Renata의 CR2032를 사용했습니다. 수퍼 커패시터가없는 동일한 설정은 평균 10-15 일의 기능 시간이 줄어 듭니다. 그러나 작동 온도가 떨어지면 슈퍼 캡이 중요합니다 !!! (우리는 -30 ° C까지의 테스트에서 수행했습니다)
더 높은 전류로 방전하면 배터리에서 지정된 것보다 적은 에너지를 얻을 수 있습니다. 전류 피크는 전압 강하를 생성하고 전압 강하가 브라운 아웃 전압 아래로 떨어질 때 순간적으로 회로가 재설정됩니다. 말할 것도없이 셀에는 여전히 약간의 에너지가 남아 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 슈퍼 커패시터를 추가하여 전송 전류 피크 (전압 강하)를 평평하게 만들 수 있습니다.
그러나:
높은 누설 전류 보호 장치는 며칠 또는 몇 주 동안 장치에 전원을 공급해야하는 경우 좋은 것보다 더 해가됩니다.
필요한 경우 공간이 있으면 CR2032를 병렬로 연결하는 것을 망설이지 마십시오. 기본적으로 현재 용량의 두 배입니다.
이미 말했지만, 이러한 응용 분야에서 에너지 관리를 개선하기 위해이 세상에서해야 할 일이 여전히 많습니다.
데이터 시트에서 :
- 공칭 용량은 20도에서 공칭 방전 전류로 방전 될 때 전압이 2.0V로 떨어질 때까지의 지속 시간을 나타냅니다. 씨
따라서 안정적인 0.2mA로 방전하면 220mAh 용량 또는 1100 시간을 얻을 수 있습니다. 더 높은 속도로 방전하면 배터리 용량이 줄어 듭니다. BLE 펄스가 5mA로 펄스되기 때문에 펄스도 이에 영향을 미칩니다. 남은 시간이없는 동안 1 초 동안 5mA의 펄스는 0.2mA의 등가 드로우를 초래할 수 있습니다.
펄스 방전이라는 그래프를 보면 300Ω의 5 초 펄스 또는 3mA에서 10mA가 표시됩니다. 이와 같은 펄스 방전 은 배터리 수명의 총 용량 을 공칭 220mAh에서 약 180mAh로 줄입니다.
일반적인 CR2032는 5mA보다 훨씬 많은 전류를 공급할 수 있습니다. 1 시간 미만 동안 100mA를 끌어 올 수 있으며, ESR이 높다는 경고가 있습니다.
공칭 전류는 배터리의 기본 수명을 설정하는 것입니다. CR2032 및 일반적으로 코인 셀은 실시간 클록 또는 배터리 데이터 백업과 같은 저 전류, 장수명 애플리케이션을위한 것입니다. 그것들은 무거운 짐에 전력을 공급하기위한 것이 아닙니다.
