Správa napájení

Tento článek přináší užitečné informace o různých možnostech napájení zařízení CHESTER, což je nízkopříkonové zařízení s typickým klidovým proudem v rozsahu 100–200 µA. Díky tomu může být v mnoha aplikacích napájeno z baterií po dobu 3 a více let.

info

Protože CHESTER je univerzální platforma s velmi širokým spektrem aplikací, které na ní běží, musí být spotřeba energie charakterizována pro každou konkrétní implementaci aplikace. Průměrný proud za delší časové období snadno zjistíte pomocí CHESTER DevKit + Power Profiler Kit II od Nordic Semiconductor.

Možnosti baterií

Když je požadována dlouhá životnost baterie nebo venkovní použití (široký provozní teplotní rozsah), je zásadní správný výběr chemického složení baterie. Zařízení CHESTER jsme navrhli tak, aby bylo kompatibilní s chemií LiSoCl₂. Tento typ baterie poskytuje nejvyšší hustotu energie mezi lithiovými bateriemi, zanedbatelný samovybíjecí proud (tj. kolik procent kapacity se ztratí, když baterie leží ve skladu) a funguje v teplotním rozsahu od -60 do +85 °C (údaje byly převzaty z katalogového listu Saft LS 26500).

caution

Chemie LiSoCl₂ má velmi plochou vybíjecí křivku. To znamená, že napětí na svorkách baterie je po celou dobu její životnosti velmi stabilní. I když se to na první pohled jeví jako výhoda, komplikuje to odhad zbývající kapacity.

Další nevýhodou chemie LiSoCl₂ je její relativně vyšší cena.

tip

Ve svých projektech nezapomeňte zohlednit náklady na výměnu baterie – jak samotnou baterii, tak i samotnou operaci výměny.

Integrovaný zdroj napájení z baterie

Základní deska CHESTER (CHESTER-M) je z pohledu bateriového držáku dodávána ve 3 variantách:

1. Osazená jedním držákem baterie velikosti „C".

   Tato varianta se používá společně s primárním článkem Saft LS 26500 (chemie LiSoCl₂) s jmenovitým napětím 3,6 V a kapacitou článku 7 700 mAh. Článek poskytuje celkovou energetickou zásobu 27 Wh.

   tip

   Toto je nejběžnější varianta. Tato baterie Saft je široce dostupná; při hledání distributora baterií se můžete obrátit na HARDWARIO s žádostí o pomoc.

2. Osazená dvěma držáky baterií velikosti „AA".

   Tato varianta se používá společně s primárním článkem Saft LS 14500 (chemie LiSoCl₂) s jmenovitým napětím 3,6 V a kapacitou článku 2 600 mAh. Články jsou zapojeny paralelně a celková energetická zásoba je 18 Wh. Výhodou této varianty je nižší výškový profil.

   tip

   Tato varianta není příliš běžná, ale je nezbytná vždy, když potřebujete interní primární baterii a zároveň jakýkoli krycí modul instalovaný v horní části krabičky. Například rozšiřující modul CHESTER-Z1-F (který nabízí čtyři podsvícená tlačítka) se dvěma primárními bateriemi AA tvoří robustní tlačítkové a signalizační zařízení vhodné pro venkovní provoz.

3. Bez jakéhokoli držáku baterie.

   Tato varianta je použitelná při provozu s externími zdroji napájení z rozšiřujících modulů, jako jsou CHESTER-Z1, CHESTER-X4, CHESTER-X10 nebo nosná deska CHESTER-B1.

Rozšiřující moduly s bateriemi

Pokud potřebujete použít primární (nedobíjecí) články a větší bateriovou kapacitu, než nabízejí možnosti zmíněné v předchozí části, můžete použít tyto rozšiřující moduly:

• Rozšiřující modul CHESTER-B1 (ve formátu nosné desky) může být osazen:

  • Šesti držáky baterií velikosti „D" pro primární článek Saft LS 33600 (chemie LiSoCl₂) s jmenovitým napětím 3,6 V a kapacitou článku 17 000 mAh. Všechny instalované články poskytnou celkovou energetickou zásobu 367 Wh. Tato varianta se vejde do vysokoprofilové krabičky o rozměrech 200 x 280 x 65 mm.

    caution

    Pro variantu základní desky CHESTER bez superkondenzátorů musí být nainstalovány alespoň tři tyto bateriové články.

  • Osmi držáky baterií velikosti „C" pro primární článek Saft LS 26500 (chemie LiSoCl₂) s jmenovitým napětím 3,6 V a kapacitou článku 7 700 mAh. Všechny instalované články poskytnou celkovou energetickou zásobu 201 Wh. Tato varianta se vejde do nízkoprofilové krabičky o rozměrech 200 x 280 x 45 mm.

    caution

    Pro variantu základní desky CHESTER bez superkondenzátorů musí být nainstalovány alespoň čtyři tyto bateriové články.

  • Šesti držáky baterií velikosti „D" pro alkalické články (alkalicko-manganové) s jmenovitým napětím 1,5 V a kapacitou článku 17 000 mAh. Všechny instalované články poskytnou celkovou energii 122 Wh. V této konfiguraci jsou vždy dva články v sérii, což tvoří tři paralelní větve. Toto řešení je vhodné pro projekty s teplotním rozsahem -10 až +50 °C. Tato varianta se vejde do vysokoprofilové krabičky o rozměrech 200 x 280 x 65 mm.

    caution

    Pro variantu základní desky CHESTER bez superkondenzátorů musí být nainstalováno všech šest těchto bateriových článků.

  • Osmi držáky baterií velikosti „D" pro alkalické články (alkalicko-manganové) s jmenovitým napětím 1,5 V a kapacitou článku 7 700 mAh. Všechny instalované články poskytnou celkovou energii 74 Wh. V této konfiguraci jsou vždy dva články v sérii, což tvoří tři paralelní větve. Toto řešení je vhodné pro projekty s teplotním rozsahem -10 až +50 °C. Tato varianta se vejde do nízkoprofilové krabičky o rozměrech 200 x 280 x 45 mm.

• Rozšiřující modul CHESTER-Z1 s dobíjecí (a vyměnitelnou) lithium-iontovou baterií (typ 18650) s jmenovitým napětím 3,7 V a kapacitou 2 000 mAh. Toto řešení je vhodné pro projekty, kde je k dispozici síťové napájení (nebo DC linka), ale je požadován dlouhodobý provoz zařízení v případě výpadku napájení. Případně můžete ke vstupním svorkám CHESTER-Z1 připojit fotovoltaické solární panely místo napájecího adaptéru nebo napětí z DC linky.

  caution

  Ve firmě HARDWARIO používáme speciální model lithium-iontové baterie 18650 s rozšířeným provozním teplotním rozsahem -20 °C až +50 °C. Pokud je vyžadován větší rozsah, prostudujte možnosti napájecích zdrojů založených na LiSoCl₂ popsané výše.

Externí zdroje napájení

Zařízení CHESTER lze napájet z DC linky (nebo napájecího adaptéru) pomocí těchto modulů:

• Zadní modul CHESTER-X4

  CHESTER-X4 je DC/DC měnič s napěťovým rozsahem 6 až 28 VDC (bez integrované nabíječky baterií).

• Zadní modul CHESTER-X10

  CHESTER-X10 je DC/DC měnič s napěťovým rozsahem 6 až 28 VDC + nabíječka lithium-polymerových baterií.

• Krycí modul CHESTER-Z1

  CHESTER-Z1 je DC/DC měnič s napěťovým rozsahem 6–28 VDC + nabíječka lithium-iontových baterií.