Batareya bilan ishlaydigan IOT: 7 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Agar batareyangiz bilan ishlaydigan IOT loyihasi vaqti -vaqti bilan ishlayotgan bo'lsa, bu zanjir bo'sh turganida faqat 250nA (bu 0,00000025 amper!) Ishlatadi. Odatda batareya quvvatining ko'p qismi faollik o'rtasida sarflanadi. Masalan, har 10 daqiqada 30 soniyada ishlaydigan loyiha batareyaning sig'imining 95 foizini yo'qotadi!

Aksariyat mikrokontrolderlarning kutish rejimi past, lekin ular protsessorni tirik saqlash uchun hali ham quvvatga muhtoj, shuningdek, har qanday tashqi qurilmalar quvvat sarflaydi. Kutish oqimi 20-30 mA dan past bo'lishi uchun ko'p harakat talab etiladi. Bu loyiha asalari uyalaridagi harorat va namlik haqida xabar berish uchun ishlab chiqilgan. Batareya quvvati va ma'lumotni hisobot berish uchun hujayra qalqoni masofaviy joylashuvi tufayli yagona tanlov.

Bu sxema har qanday nazoratchi va 12, 5 yoki 3V quvvat bilan ishlaydi. Aksariyat elektron do'konlarda faqat bir necha dollarlik komponentlar bo'ladi.

Ta'minotlar

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

Diodlar: 2x1N4148, 1xLED

MOSFET: 3x2N7000

Soat: PCF8563 yoki mikrokontroller uchun teng

O'rnimizni: 12V kuchlanish uchun EC2-12TNU

5V uchun EC2-5TNU

3V uchun EC2-3TNU

Quvvat: OKI-78SR-5/1.5-W36-C 12V dan 5V gacha bo'lgan konvertor yoki mikrokontroller talabiga binoan

O'chirish: Qayta tiklash uchun bir zum bosish, sinov uchun SPDT

1 -qadam: O'chirish sxemasi qanday ishlaydi

O'chirish sxemasi juda oddiy:

- Batareya bilan ishlaydigan signal o'chadi va kalitni tashlaydi

- Quvvat batareyadan boshqaruvchiga o'tadi, u ishga tushadi va o'z vazifasini bajaradi

-Nazoratchi signalni qayta o'rnatadi

- Keyin kalitni o'chiradi.

2 -qadam: soat

Haqiqiy vaqtdagi ko'p soatlar, agar ular sizning boshqaruvchingizga mos bo'lsa va signal qachon o'chganini ko'rsatadigan uzilish (Int) chizig'iga ega bo'lsa, ishlashi kerak.

Muayyan nazoratchi va soatga qarab, siz dasturlar kutubxonasini o'rnatishingiz kerak bo'ladi.

Iltimos, prototiplar taxtasida nazoratchi va soatni o'rnating va vaqtni, keyingi uzilish qachon bo'lishi kerakligini va signal o'chgandan keyin uzilishni qanday o'chirishni dasturlashingizga ishonch hosil qiling. Yakuniy taxtani qurishdan oldin bu ishni bajarish ancha oson. Eslatmalarni dasturlash uchun oxirgi qadamni ko'ring.

3 -qadam: Kalit

Kommutator uchun biz 2 ta rulonli mandalli o'rni ishlatamiz.

O'rnatilgan lasan orqali oqim o'tkazilsa, o'rni yoqiladi. Oqim taxminan 12ms oqishi kerak, keyin esa o'rni yoqilmagan holda o'chirilishi mumkin.

O'rnimizni o'chirish uchun shunga o'xshash pulsni qayta o'rnatish bobini orqali o'tkazing.

Biz o'rni yopiq bo'lishi uchun batareya quvvatidan foydalanmaymiz. Bundan tashqari, biz ushbu kontaktlarning zanglashiga olib o'tish rölesini ishga tushiramiz va u tugagandan so'ng uni boshqaruvchidan "o'chiramiz".

Loyiha 12V SLA batareyasi uchun qurilgan. Bu arzon (menda nol bor edi!) Va ular qishda kichik quyosh batareyasi bilan yaxshi ishlaydi.

O'chirish 3A o'rni bilan bir nechta AA batareyalar yordamida qurilishi mumkin. O'rnimizni tarmoq kuchlanishida 2A bilan ishlay oladigan bo'lsa, u tarmoqdan ishlaydigan uskunalar uchun kichik devorli quvvat blokini (yoki ikkinchi kattaroq quvvatli o'rni) almashtirishi mumkin. 12V dan yuqori bo'lgan hamma narsa to'g'ri topraklanmış qutida va yaxshi izolyatsiya qilinganligiga ishonch hosil qiling.

4 -qadam: 2N7000 MOSFET

Ushbu sxemada kalit sifatida ishlatiladigan 3 ta 2N7000 takomillashtirilgan N kanalli MOSFET (metall oksidi yarim o'tkazgichli maydon effektli tranzistor) ishlatiladi.

Narxi atigi bir necha dollar bo'lgan bu ajoyib qurilmalar. Darvoza (+) va manba (-) orasidagi oqim oqimi, kuchlanish 2V dan oshganda. "Yoqilganda" manba-drenaj qarshiligi ohmga teng. Ko'p megohma o'chirilganda. Bu sig'imli qurilmalar, shuning uchun eshik oqimi qurilmani "zaryadlash" uchun etarli.

Darvoza va manba o'rtasida rezistor kerak, shunda darvoza zo'riqishida past bo'lganda eshikni bo'shatadi, aks holda qurilma o'chmaydi.

5 -qadam: O'chirish davri

Soatdan (INT) uzilish chizig'i odatda suzadi va signal o'chganda erga (soat ichida) ulanadi. 1M rezistor signalni kutayotganda bu chiziqni yuqoriga tortadi.

U1 inverter vazifasini bajaradi, chunki signal o'chganda o'rni yoqish uchun faol balandlik kerak. Soat chiqishiga qarama -qarshi. Bu shuni anglatadiki, U1 har doim kutish rejimida ishlaydi va batareyani doimiy ravishda to'kib tashlaydi. Yaxshiyamki, biz bu oqimni cheklash uchun juda katta qarshilik R1 dan foydalanishimiz mumkin. Simulyatsiyalar shuni ko'rsatdiki, bu bir necha Gohmgacha bo'lishi mumkin! Mening mahalliy do'konimda faqat 10M rezistorlar bor edi, shuning uchun men 5 ta ketma -ket ishlatardim. Mening kitobimda 250na etarli darajada past.

U2 - bu o'rni o'rnatilgan lasanini quvvatlantirish uchun oddiy kalit.

2 diodli o'rni bobinlarining quvvati o'chirilganda, kontaktlarning zanglashiga olib kelishi uchun zarur. Magnit maydon qulab tushadi va biror narsaga zarar etkazishi mumkin bo'lgan tokni keltirib chiqaradi.

Batareyadan 12V xom ashyo R6 va R7 kuchlanish taqsimlagichiga o'tkaziladi. Markaziy nuqta tekshirgichning analog pinlaridan biriga o'tadi, shuning uchun batareya zo'riqishini kuzatish va xabar berish mumkin.

U4 - bu nazorat qiluvchi uchun 5V ishlab chiqarish uchun yuqori samarali DC -DC konvertori.

Tekshirish tugagach, u Poff chizig'ini ko'taradi, u U3ni yoqadi, u o'rni o'chiradi. Qarshilik R4 U3 darvozasi uchun er yo'lini beradi. MOSFET - bu sig'imli qurilma va R4 zaryadning erga oqishiga imkon beradi, shunda kalit o'chadi.

Sinov kaliti quvvatni mikro -tekshirgichdan va LEDga yo'naltiradi. Bu ushbu sxemani sinab ko'rish uchun foydalidir, lekin kodni dasturlash va sinash uchun tekshirgich kompyuterga ulanganida hal qiluvchi ahamiyatga ega. Kechirasiz, lekin men 2 manbadan quvvat bilan sinab ko'rmadim!

Qayta tiklash tugmachasi zaruriy fikr edi. Busiz, tizim birinchi marta ishga tushganda signalni o'rnatishning iloji yo'q !!!

6 -qadam: O'chirish simulyatsiyasi

Chapdagi simulyatsiya tizim ishlamayotgan vaqtda qiymatlarni ko'rsatadi. O'ng tomonda signal yoqilganda va uzilish chizig'i pastda simulyatsiya qilingan.

Haqiqiy kuchlanishlar simulyatsiya bilan juda yaxshi kelishilgan, lekin men hozirgi chizishni tasdiqlashning iloji yo'q.

7 -qadam: Qurilish va dasturlash

O'chirish sxemasi taxminan bajarilishi uchun sxemasi tor chiziqqa qurilgan. Hech narsa murakkab emas.

Dastur ishga tushishi bilan signalni qayta o'rnatishi kerak. Bu o'rni o'rnatilgan bobini orqali oqimni to'xtatadi. Dastur o'z vazifasini bajara oladi va tugallangach, signalni o'rnatadi va Poffni baland qilib hamma narsani o'chirib qo'yadi.

Muayyan nazoratchi va soatga qarab, siz dasturlar kutubxonasini o'rnatishingiz kerak bo'ladi. Bu kutubxona namunali kodni o'z ichiga oladi.

Elektron simni ulashdan oldin soatning interfeysi va dasturlashi prototip taxtasida sinovdan o'tkazilishi kerak. Arduino va H2-8563 soatlari uchun SCL A5 ga, SDA esa A4 ga o'tadi. To'xtatish sxemada ko'rsatilgan INT ga o'tadi.

Arduino uchun test kodi quyidagilarni o'z ichiga oladi:

#qo'shing

#Rtc_Pcf8563 rtc qo'shing;

rtc.initClock ();

// boshlash uchun sana va vaqtni belgilang. Agar siz faqat soat yoki daqiqada signal berishni xohlasangiz, kerak emas. rtc.setDate (kun, ish kuni, oy, asr, yil); rtc.setTime (soat, min, sek);

// Signalni o'rnating

rtc.setAlarm (mm, ss, 99, 99); // Min, soat, kun, ish kuni, 99 = e'tibor bermang

// Clear signal rtc.clearAlarm (); }