Jump to content

    

помогите рассчитать время работы процессора от ионистора

Есть процессор - STM32L151CBT6. Есть ионистор от Panasonic - описание приложено. Мы выбрали тот что на 1 фарад. Стоит задача проработать приблизительно 8 часов обслуживая только счетные входы работающие по прерыванию. Сейчас нам удалось достичь потребления в 700 микроампер. Я не могу сейчас точно сказать что за режим работы выбран но в этом режиме входы опрашиваются по прерыванию. Все остальные пины процессора заведены в HiZ Каждый вход, срабатывающий от замыкания на землю добавляет 50 микроампер (пока замкнут). Хочу понять как из описание этого ионистора понять хватит мне его или нет и если не хватит этого то какого тока надо удавить потребление схемы чтобы хватило.

RG_EDLC_Panasonic.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 ф ... проработать приблизительно 8 ч

1 Ф · (3,3 В – 1,8 В) / (8 · 3600 с) = 52 мкА

Share this post


Link to post
Share on other sites
Сейчас нам удалось достичь потребления в 700 микроампер
Вам есть куда стремиться.

Все остальные пины процессора заведены в HiZ
Это неправильно. Читайте тут, тут и примеры применения (application notes) от производителя.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 Ф · (3,3 В – 1,8 В) / (8 · 3600 с) = 52 мкА

 

Моя зона ответственности - аппаратная часть, поэтому пока буду полировать ее.

 

Ионистор можно накачать до 3.6 вольт. STM также может сохранять работоспособность от 3.6 до 1.65V. То есть мне есть смысл питать ее от LDO с выходом не 3.3 а больше. Еще немного упадет на диоде BAR43 через который все это питается. В финале на ионистор и STM должно прийти не более 3.55. Я так понимаю что в Вашей формуле я еще пару копеек сэкономлю.

 

Программистам ссылку перекинул. За это отдельное спасибо.

 

Для питания использовали схему Case 1b с 5-ой страницы

PowerSupplyDesign.pdf

Edited by vldmr86

Share this post


Link to post
Share on other sites
STM также может сохранять работоспособность от 3.6 до 1.65V.

vldmr86, при указанном диапазоне питающих напряжений, ионистор 1 Фарад эквивалентен емкости обычного аккумулятора 0,54 мА*Ч...

Проверьте, кто понимает - я чуть башку не сломал...

Share this post


Link to post
Share on other sites
vldmr86, при указанном диапазоне питающих напряжений, ионистор 1 Фарад эквивалентен емкости обычного аккумулятора 0,54 мА*Ч...

Проверьте, кто понимает - я чуть башку не сломал...

 

Что мне должны сказать эти цифры? 0.54mA*Ч это как я понимаю очень мало - крайне хиленький аккумулятор. Вы хотите сказать что емкость недостаточна? Я пока к сожалению из тех кто НЕ понимает. Я только приступил к изучению.

Edited by vldmr86

Share this post


Link to post
Share on other sites

Нельзя его накачивать до 3.6V так как есть выбросы и прочая шняга, поэтому отбрасывайте 5% от этой величины (3.4V), так как Ваше питание от LDO будет скакать на эти 5%, либо ставьте внешнее питание качественное.

Есть еще разброс по емкости, поэтому опираться надо на 0.8F, и следовательно ток будет меньше того, что показано во втором посте.

Для тока в 700мка придется поставить С = I*T/U = 0.7mA*8*3600/(3.3-1.65) = 12.2F или... или .... параллельно 16 банок того. что указано в первом посте.

 

 

vldmr86, при указанном диапазоне питающих напряжений, ионистор 1 Фарад эквивалентен емкости обычного аккумулятора 0,54 мА*Ч...

По поводу емкости.

0.54mA*ч дает заряд Q=I*T 1,944 кулона.

ионистор в условиях разряда с 3.3V до 1.65V даст заряд Q=C*U 1*(3.3-1.65) = 1.65кулона

Ну примерно равно.

 

Посмотрел документацию на данные железки, там слишком много всяких precautions, и главное, они настоятельно не рекомендуют запитывать

железо напрямую из за высокого внутреннего сопротивления и исключительной чувствительности данных ионисторов к ripple current.

Поэтому предлагаю рассмотреть схему, где суперкапы включены в некую батарею, которая подключена к DCDC с высоким КПД,

и уже выход этого DCDC будет питать Вашу схему с процессором. Да вы потеряете 5% мощности на DCDC, но возможно это единственный выход.

Ну и да, не забудьте между DCDC и ионистором поставить здоровенную индуктивность, точнее LC фильтр, который будет гасить броски

входного тока DCDC и не давать им разбить ваш ионистор. В общем задача очень интересная на самом деле.

Edited by twix

Share this post


Link to post
Share on other sites
.....как я понимаю очень мало - крайне хиленький аккумулятор. Вы хотите сказать что емкость недостаточна?

Именно так... - 1 Фарад в качестве источника питания - это довольно мало...

Переводил в более привычные мА*час потому, что с ними считать будет легче....

Ваши 700 мкА ( 0,7 мА ) "съедят" Ваш 1 Фарад за -

0,54/0,7 = 0,77 Часа (46 минут)...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Именно так... - 1 Фарад в качестве источника питания - это довольно мало...

Переводил в более привычные мА*час потому, что с ними считать будет легче....

Ваши 700 мкА ( 0,7 мА ) "съедят" Ваш 1 Фарад за -

0,54/0,7 = 0,77 Часа (46 минут)...

 

Спасибо, стало понятнее. Будем двигаться в направлении снижения потребления. Программист в понедельник посмотрит по ссылкам.

 

А по аппаратной части идея такая - я вырезал из нашей схемы все не относящееся к работе от ионистора. Все что висит на неиспользуемых в этом режиме пинах можно считать отрезанным. Кажется мне что осталось еще чего порезать. Например, в схеме заложен делитель который меряет потенциал ионистора и кушает 12 микроампер. Причина его наличия - это необходимость записи в энергонезависимую память результата работы счетных входов (подсчет импульсов) пока на это хватит сил. Есть еще сомнение в самих дискретных входах. Не понимаю где но чувствую что возможна утечка. Входы совмещены с выходами и по необходимости режим работы выбирается программно.

008_InOuts_sh.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

twix, да, с учетом падения напряжения на диоде, Шоттке , напряжение на ионисторе будет меняться вот так -

post-87913-1527303902_thumb.jpg

Таки да - заряд составит -

Q= (3,6V-1,95V)*1F=1,65 Кулон...

Учитывая, что 1 Кулон = 0.27777777777778 mAh

https://www.unitjuggler.com/%D0%BF%D0%B5%D1...%D0%B2-mAh.html

Имеем - 1,65 * 0.27777777777778 mAh=0,458 mAh

Share this post


Link to post
Share on other sites

На сколько я понял у Вас идёт LDO, затем диод шотки и затем питание схемы. При широком диапазоне температур вы получите разброс питающего напряжения из-за диода шотки. На токе 10 мкА при -25 С на нём падает 0,25В при +75 С на нём падает 0,07В, т.е. при одном и том же токе при изменении температуры от -25 С до +75 С вы получаете разброс питающего напряжения почти 0,2В. Лучше взять LDO с малым собственным потреблением 1-2 мкА, а диод поставить перед ним.

Share this post


Link to post
Share on other sites
На сколько я понял у Вас идёт LDO, затем диод шотки и затем питание схемы. При широком диапазоне температур вы получите разброс питающего напряжения из-за диода шотки. На токе 10 мкА при -25 С на нём падает 0,25В при +75 С на нём падает 0,07В, т.е. при одном и том же токе при изменении температуры от -25 С до +75 С вы получаете разброс питающего напряжения почти 0,2В. Лучше взять LDO с малым собственным потреблением 1-2 мкА, а диод поставить перед ним.

Идея понятна, но задача оказалась непростой. Большинство LDO от TI и ONS имеют функцию разряда выходного конденсатора - то есть они принудительно резистор подключают к выходу. Пока нашел только NCP718BSNADJT1G - причем только ревизия B удовлетворяет. Ревизия А опять подтягивает резистор к выходу. Может есть что копеечное в природе - подкиньте ссылочку.

 

Это неправильно. Читайте тут, тут и примеры применения (application notes) от производителя.

 

Программист прочем ссылки и поправил меня. Пины включены как аналоговые входы - это я выразился некорректно.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Пины включены как аналоговые входы - это я выразился некорректно.

Для минимизации потребления должны быть цифровыми выходами или входами с PU/PD.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Для минимизации потребления должны быть цифровыми выходами или входами с PU/PD.

 

На той части схемы что не нарисована (на схеме эти пины висят в воздухе) есть разные варианты включения внешних резисторов. Одни, сопротивление 4.7К подтягивают на внешние +3.3VISO вольта шины I2C. На первой шине висит LIS3DH на второй шине ISO1540. К другим пинам подключены цифровые транзисторы типа PDTC143 у которых есть встроенные резисторы в сумме 10К на землю. Пока и те и другие конфигурируются в стоп режиме как аналоговые входы без подтяжки. Кроме того на 2-х пинах еще висит напрямую никуда не подтянутый изолятор типа ISO7321. Как с ними быть (лучше поступить)?

Edited by vldmr86

Share this post


Link to post
Share on other sites

I2C - в Hi-Z, выходы на транзисторы оставить выходами с нулевым уровнем. Изолятор - в зависимости от направления,

выход или вход без подтяжки. Главное не оставлять входы без определенного уровня.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this