배터리 수명이 10 년인 손목 시계는 어떻게 가능합니까?

Casio는 "10 년의 배터리 수명"을 가진 소수의 손목 시계를 제공 합니다 . 주장은 "고급 기술"덕분에이 시계의 배터리 수명이 10 년으로 연장되었다는 것입니다.

이제 다른 모델을 살펴보면 모델이 다소 복잡하므로 에너지를 소비 할 가능성이 높습니다. 예를 들어 AW-80-1AV 모델 에는 액정 디스플레이와 손이 있고 LED 조명과 사운드 알람이 있습니다.

처음에는 배터리가 열쇠라고 생각했습니다. 모델 AW-80-1AV는 CR2025에서 실행됩니다. Energizer CR2025 데이터 시트는이 배터리의 공칭 출력 전압이 3 볼트이고 공칭 용량이 163mAh임을 나타내므로 0,489 볼트-암페어-시간의 에너지를 저장합니다.

비교를 위해 Swatch의 일반적인 기본 모델은 공칭 출력 전압이 1,55V이고 공칭 용량이 60mAh이고 Reservant Silver Oxide 390 (SR1130SW) 배터리에서 약 3 년 동안 실행되므로 0,093 볼트-암페어-시간의 에너지를 저장합니다.

따라서 CR2025는 약 5 배 더 많은 에너지를 저장하지만 Swatch의 기본 모델에는 디지털 디스플레이, 조명, 알람이없는 손만 있기 때문에 에너지 소비가 적습니다.

10 년의 배터리 수명을 가능하게하는 더 큰 배터리 이상의 것이 있어야합니다.

에너지 소비가 적은 손목 시계에서 배터리 수명은 어떻게 10 년입니까?

10 년 = ~ 87650 시간
1uA 드레인은 10 년 안에 87.75mAh가 필요합니다. = 10 mAh / uA / 년 또는 = 100 mAh / uA / 10 년에
가까운 솜 보관 수명 저하

따라서 인용 된 163mAh 배터리는 평균 1.63uA를 공급합니다.
추진 기술, 크기 및 운은 5 uA 평균을 말할 수 있습니다.

하루에 86400 초가 있습니다. 하루에 1440 분이 있습니다.

예를 들어 알람 사용이 허용 가능한 사용에서 10 년을 얻는 데에는 매우 제한되어 있습니다. 드레인의 1uA가 알람 사용 인 경우 24uA.hr/day 또는 86400uA.seconds 또는 86mA.seconds를 얻습니다. 3V에서 약 240mW입니다. 또는 5 x 50mW x 1 초 버스트 / 일이라고 말하십시오.

LED는 1mA에서 충분한 조명을 제공 할 수 있습니다. 5 회 / 일 x 1 초 = 5mA.sec = 5000uA.sec 또는 "전용"5000/86400 = 0.06uA 평균 드레인. 원하는대로 늘리십시오.

IC를 1uA로 유지하면서 시간을 보낼 수 있습니까?
아마 그렇습니다.

전체적으로 "실제로 영리하고 신중한 경우에 가능하면 일반적으로"영역에 속합니다.
Casio는 지금까지 매우 영리 할 것으로 예상됩니다.

어떤 종류의 에너지 하베스 팅이 사용되는 경우 모든 베팅이 진행됩니다. UA 또는 몇 가지 소리를 수확 할 수 있습니다.

실제 예 :

다른 많은 것들이 있습니다.

2012 년 9 월 사용자 Hli는 다음과 같이 말했습니다.

ARM Cortex M3 MCU 인 EFM32는 LCD를 구동하는 동안 약 1.45µA (LCD의 경우 550nA, RTC를 실행하고 RAM을 유지하는 경우 900nA)에서 실행될 수 있습니다. 따라서 시간 만 유지하는 칩은 그보다 훨씬 적은 시간에 작동 할 수 있어야합니다

그가 제공 한 링크는 이제 끊어졌습니다.

EFM32 "Gecko"제품군은 Silabs의 M0 +, M3, M4 ARm Cortex 마이크로 컨트롤러입니다.

실랩 EFM32 검색

원더 게코

• EFM32 ™ Wonder Gecko 32 비트 ARM® Cortex®-M4 마이크로 컨트롤러 Silicon Labs의 EFM32 ™ Wonder Gecko 32 비트 마이크로 컨트롤러 (MCU) 제품군은 ARM® Cortex®-M4 코어를 기반으로하는 60 개의 장치를 포함하여 완전한 DSP 명령어 세트를 제공합니다. 더 빠른 계산 성능을위한 하드웨어 FPU를 포함합니다.

  Wonder Gecko MCU는 최대 256kB의 플래시 메모리, 32kB의 RAM 및 최대 48MHz의 CPU 속도를 제공합니다. MCU는 매우 차별화 된 Gecko 기술을 통합하여 유연한 대기 및 슬립 모드, 설계자가 CPU 웨이크 업 및 초저 대기 전류없이 많은 기능을 구현할 수있는 지능형 주변 장치를 포함한 에너지 소비를 최소화합니다. 활성 및 대기 전력 소비가 가장 낮은 Wonder Gecko는 세계에서 가장 에너지 친화적 인 Cortex-M4 MCU입니다.

다른 xxx-Gecko 변형 M0 +, M3, M4

"Gecko"의 Digikey 목록 -군단

LCD EFM32TG822F32-QFP48T 로 100 년대 최저 비용 $ US2.03 / 100 Digikey

RTC 실행시 최저 전력 사용 모드-EM2-완전 절전

EM2에서는 고주파 발진기가 꺼지지 만 32.768kHz 발진기가 작동하면서 선택된 저에너지 주변 장치 (LCD, RTC, LETIMER, PCNT, LEUART, I 2C, LESENSE, OPAMP, WDOG 및 ACMP)를 계속 사용할 수 있습니다. 이는 RTC가 활성화 된 상태에서 1.0µA의 낮은 전류 소비로 높은 수준의 자율 작동을 제공합니다 . 파워 온 리셋, 브라운 아웃 감지 및 전체 RAM 및 CPU 보유도 포함됩니다.

EM1-수면

EM1에서 CPU는 휴면 상태이며 전력 소비는 51µA / MHz에 불과 합니다. DMA, PRS 및 메모리 시스템을 포함한 모든 주변 장치를 계속 사용할 수 있습니다

EM0-달리기

EM0에서는 플래시에서 코드를 실행할 때 CPU가 실행 중이며 150µA / MHz에 불과 합니다. 모든 주변 장치가 활성화 될 수 있습니다.

따라서 EM0에서 1ms / s 동안 실행하면 EM2 대기 부하에 0.15uA가 추가됩니다.

전체적으로, EM2에서 약 1 uA 평균 + EM0을 필요에 따라 작동하면 10 년 / 163mAh 예제 목표를 달성 할 수 있습니다.

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에너지 수확 :

진동과 운동이 가능한 에너지 원일 수 있습니다.

실리콘 태양 광 PV / 태양 전지판이 실행 가능한 것으로 보입니다.
매우 대략적인 전력은 1 sun = 100,000 lux에서 150 Watts / m ^ 2입니다.
이러한 등급에서 10lux의 10mm x 10mm "패널"은 ~ = 150 Watt x (0.01mx 0.01m) x 10lux / 100000lux = 15 microWatt를 제공합니다.

10 럭스는 색이 희미한 실내 조명입니다. 어둑한!
만약 그 수준의 감도가 (낮은 다른 '화학'에서와 같이) 낮은 조명 수준으로 유지 될 수 있다면, 빛의 힘은 실용적으로 보입니다.

아마도 그 시계는 일종의 에너지 하베스 팅 시스템을 사용하여 충전식 배터리를 재충전합니까?

자동 쿼츠 시계는 기계식 자동 권처럼, 그것을 착용하는 사람의 일상적인 움직임으로부터 에너지의 소량을 끌어, 에너지 수확 메커니즘이 있습니다.

태양열 시계는 주변 광에서 풀 에너지에 작은 태양 전지를 사용합니다. (햇빛보다 훨씬 더 어두운 실내 조명도 시계를 계속 사용하기에 적합합니다).

이러한 시계는 일반적으로 외부 전원에서 분리 할 때 (손목에서 벗거나 어두운 방에 넣는 등) 하루 정도 정상적으로 작동한다고 들었습니다. 그런 다음 내부 타이밍을 제외한 모든 것이 꺼지는 저전력 상태가됩니다. LCD 디스플레이가 꺼지고 손이 멈 춥니 다. 이 시계에는 내부 예약 시간을 최소한 한 달 동안 유지할 수있는 파워 리저브가 있습니다. 한 제조업체는 4 년의 파워 리저브를 보유한 시계를 보유하고 있다고 주장합니다. 그런 다음 배터리를 집어 들고 흔들면 배터리가 충전되기 시작하고 "현재 시간에 맞춰 손이 마술처럼 회전합니다." ( a ).

전력 소비가 매우 적은 전자 장치를 구축 할 수있는 방법에 대한 자세한 정보를 찾고 있습니까? 그런 다음 저전력 전자 제품에 대한 Jeelabs의 노트를 읽을 수 있습니다 ( b ). 하나의 JeeNode가 단일 배터리 충전으로 2 년 이상 작동했습니다 (2010 년 8 월 21 일에 충전 됨; 2012 년 9 월 15 일에 계속 작동 중). ( c )

아니면 배터리가 조기에 고장 나지 않도록하는 기술을 찾고 있습니까? 10 년 동안 배터리를 여러 번 재충전하는 것이 지난 10 년 동안 1 차 전지를 얻는 것보다 "쉽습니다", "쉽게"만드는 것은 아닙니다. 필자는 원래의 충전식 배터리가 5 년 이내에 완전히 방전 된 것이 아니라 완전히 방전 된 상태에서 여러 가전 제품을위한 새로운 충전식 배터리를 구입했습니다. (이것이 특히 실망스러운 것은 5 년 된 장비가 몇 년 전에 생산이 중단되어 현재 사용할 수없는 특수한 모양의 배터리를 사용하고 5 년 안에 반짝이는 새로운 이상한 모양의 배터리를 모두 사용할 수 없을 때입니다. ). 배터리가 조기에 고장 나지 않도록하는 방법은 좋은 별도의 질문이 될 것입니다.

여기서 핵심은 스윕 초침이 없다는 것입니다. 분침은 20 초마다 한 번 씩만 증가하며 이는 손에 발생하는 유일한 움직임입니다.