ข้อมูลจำเพาะของแบตเตอรี่ Lithium Coin Cell CR2032

ฉันกำลังใช้โมดูลแบตเตอรี่ CR2032 เพื่อใช้งานโมดูล BLE 4.1 วิทยุ BLE สำหรับการสื่อสารใช้เวลาประมาณ 3.5mA ถึง 5mA ของกระแสไฟ แต่เมื่อฉันดูที่แผ่นข้อมูลของแบตเตอรี่ ( https://cdn-shop.adafruit.com/datatab/maxell_cr2032_datsheet.pdf ) มันแสดงให้เห็นว่ากระแสไฟฟ้าไหลเล็กน้อยคือ 0.2mA

คำถามของฉันคือในระหว่างการสื่อสาร BLE เมื่อกระแสประมาณ 5mA แบตเตอรี่นี้จะสามารถให้กระแสนี้ได้หรือไม่? นอกจากนี้ยังมีจุดประสงค์เพื่อแสดงค่าปัจจุบันเล็กน้อย?

current battery-operated cell-battery

— ฝังตัวไวรัส
แหล่งที่มา

คำตอบ:

ฉันทำวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกเรื่องการจัดการพลังงานในเครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายและทำงานกับโหนดเซ็นเซอร์โดยใช้แบตเตอรี่ CR2032 เราออกแบบโหนดเอง (หัวหน้างานของฉันออกแบบ PCB และฉันออกแบบเฟิร์มแวร์และการทดสอบที่เกี่ยวข้องกับพลังงานทั้งหมด)

ฉันสามารถยืนยันสิ่งที่ผู้คนข้างต้นบอกว่าคุณสามารถวาดยอด 100mA จากเซลล์ CR2032 ใหม่ แต่อย่างที่พวกเขาบอกว่าเพื่อให้ได้ความจุเล็กน้อยในรูปของ mAh คุณจะต้องปลดปล่อยมันที่กระแสและอุณหภูมิที่ระบุ

โหนดเซ็นเซอร์ที่ฉันทำงานนั้นดึงเอาบาง 27-35mA ในการส่งสัญญาณ แต่การส่งสัญญาณใช้เวลา 110-140 มิลลิวินาทีในแต่ละครั้งในแต่ละนาที ที่อุณหภูมิห้องโดยใช้ CR2032 เดียวในแบบคู่ขนานกับ 75mF supercap จาก CapXX เราจัดการเพื่อใช้ 87% ของความจุสูงสุดของ CR2032 (โหนดทดสอบได้ทำงานโดยเฉลี่ย 99 วัน) เราใช้ CR2032 จาก Renata การตั้งค่าเดียวกันโดยไม่มี supercapacitor จะได้รับเวลาทำงานโดยเฉลี่ยประมาณ 10-15 วัน อย่างไรก็ตามซุปเปอร์แคปมีความสำคัญหากคุณตัดสินใจที่จะลดอุณหภูมิในการทำงาน !!! (ซึ่งเราทำในการทดสอบถึง -30 ° C)

ผลที่ตามมาของการคายประจุด้วยกระแสไฟฟ้าที่สูงกว่าคือคุณจัดการเพื่อให้ได้พลังงานน้อยกว่าที่ระบุจากแบตเตอรี่ จุดสูงสุดในปัจจุบันจะสร้างแรงดันตกและในขณะที่แรงดันตกนั้นต่ำกว่าแรงดันสีน้ำตาลของคุณ - วงจรของคุณจะถูกรีเซ็ต จำเป็นต้องพูดในจุดนั้นยังมีพลังงานเหลืออยู่ในเซลล์ ในการแก้ไขปัญหานี้คุณสามารถเพิ่มตัวเก็บประจุพิเศษเพื่อแผ่จุดยอดกระแสการส่งสัญญาณ (แรงดันไฟฟ้าตก)

แต่:

supercapacitors มีราคาแพง
คุณต้องการหนึ่งที่มีกระแสรั่วไหลต่ำและวงจรสมดุลเช่นจาก CapXX (พวกเขามีกระแสรั่วไหลในช่วง 1-2uA)

ตัวเก็บประจุกระแสไฟรั่วสูงจะทำอันตรายมากกว่าดีถ้าอุปกรณ์ต้องใช้พลังงานเป็นเวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์

อย่าลังเลที่จะเชื่อมต่อ CR2032 ในแบบคู่ขนานหากคุณต้องการและคุณมีพื้นที่ว่าง - โดยทั่วไปคุณจะเพิ่มความจุกระแสไฟเป็นสองเท่า

ต้องบอกว่า - ยังมีอีกหลายงานที่ต้องทำในโลกนี้เพื่อปรับปรุงการจัดการพลังงานในแอพพลิเคชั่นดังกล่าว

— lowtech
แหล่งที่มา

ขอบคุณสำหรับรายละเอียด ที่นี่ถ้าฉันเชื่อมต่อค่า Tantulam Cap ขนาดใหญ่ที่ 47uF กับแบตเตอรี่นั่นหมายความว่าตัวเก็บประจุสามารถเป็นแหล่งพลังงานในระหว่างการสื่อสาร BLE เนื่องจากจะได้รับการปลดปล่อยในระหว่างการโฆษณา BLE ที่ให้กระแสฉันได้อ่านที่ไหนสักแห่ง ถ้าเป็นเช่นนั้นเราสามารถลดพลังงานได้หรือไม่?

— Viral Embedded

lowtech พูดคุยเกี่ยวกับซุปเปอร์แคปในช่วงมิลลิวินาทีไม่ใช่ไมโครฟอร์แมต

— CherryDT

47 - 100μFแล้วควรช่วย SiLabs แนะนำสำหรับโมดูลบลูทู ธ BGM111 ด้วยเช่นกัน ในการอ้างอิงแผ่นข้อมูล:“ แบตเตอรี่เซลล์แบบเหรียญไม่สามารถทนกระแสสูงสุดสูง (เช่นสูงกว่า 15 mA) หากกระแสสูงสุดเกิน 15 mA ขอแนะนำให้วางตัวเก็บประจุ 47 - 100 µF ควบคู่กับแบตเตอรี่เซลล์แบบเหรียญเพื่อปรับปรุงอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ "

— Michael

ฉันลังเลที่จะขายอุปกรณ์ที่ต้องการเชื่อมต่อเซลล์ CR2032 แบบขนาน และมี CR3032 อยู่เสมอ

— fgrieu

@ViralEmbedded: โปรไฟล์การใช้ปัจจุบันระหว่างการส่งข้อมูลจะช่วยคุณได้มาก คุณสุ่มตัวอย่างปริมาณการใช้กระแสไฟด้วยความเร็วสูงหรือไม่? เราทำสิ่งนี้ที่ 50ksps (50'000 ตัวอย่างต่อวินาที) โดยใช้มัลติมิเตอร์ DAQ ฉันประหลาดใจที่กระแสการส่งสัญญาณเพียง 5mA - ฉันคาดหวังมากกว่า 10mA

— lowtech

จากแผ่นข้อมูล:

ความจุปกติหมายถึงระยะเวลาจนกระทั่งแรงดันลดลงถึง 2.0V เมื่อคายประจุที่มีการปล่อยกระแสไฟฟ้าเล็กน้อยที่ 20 องศา ค

ดังนั้นถ้าคุณปล่อยที่ 0.2mA อย่างต่อเนื่องคุณจะได้รับความจุ 220mAh หรือ 1100 ชั่วโมง การคายประจุในอัตราที่สูงขึ้นจะลดความจุของแบตเตอรี่ การเต้นจะส่งผลต่อสิ่งนี้เช่นกันเนื่องจาก BLE กะพริบเป็น 5mA การเต้นของชีพจร 5mA สำหรับเศษเสี้ยวของวินาทีในขณะที่ไม่มีการดึงเวลาที่เหลืออาจส่งผลให้เสมอกัน 0.2mA

หากคุณดูกราฟที่มีชื่อว่า Pulse Discharge แสดงว่าเป็นพัลส์ 5 วินาทีที่ 300 Ωหรือ 10mA @ 3V การปล่อยพัลซิ่งแบบนี้จะลดความจุรวมตลอดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ให้เหลือประมาณ 180mAh จาก 220mAh เล็กน้อย

วิธีตอบคำถามสองข้อของคุณโดยตรง:

CR2032 ทั่วไปสามารถกำเนิดกระแสได้มากกว่า 5 mA คุณสามารถดึง 100mA จากมันได้ภายในหนึ่งชั่วโมงโดยมีคำเตือนบางอย่างเกี่ยวกับ ESR ที่สูง
กระแสไฟฟ้าที่ระบุคือการสร้างอายุการใช้งานฐานของแบตเตอรี่ โดยทั่วไป CR2032 และเซลล์แบบเหรียญมีความหมายสำหรับการใช้งานในปัจจุบันต่ำอายุการใช้งานที่ยาวนานเช่นนาฬิกาเรียลไทม์หรือการสำรองข้อมูลแบตเตอรี่ พวกเขาไม่ได้มีไว้สำหรับเปิดเครื่องหนัก

— เดินผ่านไปผ่าน
แหล่งที่มา

สองความคิดเห็นเล็ก ๆ อย่างแรกคือในทางเทคนิคแล้วความจุของ pusled นั้นถือว่าเป็น 160mAh จากกราฟ ประการที่สองคือที่ 100mA เซลล์เหรียญ MnO-Li ทั่วไปไม่น่าจะลดลงถึง 1.5V หรือต่ำกว่าทั้งนี้ขึ้นอยู่กับขนาด

— Asmyldof

@Asmyldof หากฉันไม่ได้ถูกพลัดพรากจากไฟไหม้บ้านฉันจะทดสอบการจับรางวัลสูงสุดและมีอะไหล่จำนวนมากวางอยู่รอบ ๆ แต่สำหรับ 160mAh อายุการใช้งานของแบตเตอรี่นั้นกำหนดไว้ที่ 2V ไม่ใช่ 2.5V มันเป็นเหมือน 188mAh ตามกราฟ (ซึ่งฉันปัดเศษลง)

— Passerby

สำหรับความสามารถในปัจจุบันให้พิจารณาสอง 2032 ของการจัดหาที่มีคุณภาพปี 2000 สีฟ้าหรือ LED สีขาวต้นในพวงกุญแจโดยตรง หากพวกเขาจะไม่ลดลงถึง 1.8V ในแต่ละที่ 30mA ไฟ LED เหล่านั้นจะเผาไหม้อย่างแน่นอน สำหรับการปลดประจำการนั้นเป็นการอภิปรายที่ซับซ้อนที่คุณสามารถพูดถูก แต่บันทึกนั้นจะบ่งชี้ความเค้นเล็กน้อยที่อุณหภูมิปัจจุบันและอุณหภูมิเล็กน้อยซึ่งไม่มีสิ่งใดที่จะเล่นได้ในสถานการณ์นั้นดังนั้นความแตกต่างระหว่าง 2.5V และ 2V ในนั้นจะเท่ากับ 1% หรือเช่นนั้น โดยทั่วไปเมื่ออัตราการเปลี่ยนแปลงผ่านโค้งแบบไม่มีเส้นตรงแบตเตอรี่ใด ๆ จะไม่น่าเชื่อถือในการทำนาย

— Asmyldof

@Passerby ไฟบ้าน? : - ไม่ได้เกิดจากเซลล์ลิเธียมที่ใช้งานมากเกินไปเราหวังไว้หรือไม่?

— nekomatic

ฉันคิดว่าคำตอบอยู่ในกราฟของแผ่นข้อมูลนี้:

ถ้าคุณวาดราง 10mA ( $3V \div 300\Omega$ ) 5 วินาทีต่อครั้งคุณจะเห็นแรงดันไฟฟ้าตกมากกว่าเวลาและความจุโดยรวมของแบตเตอรี่จะลดลง

(นี่เป็นเพราะพลังงานมากขึ้นถูกเผาในความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ แต่ดูเหมือนว่าจะดีถ้าคุณโอเคกับความจุลดลง)

— แดเนียล
แหล่งที่มา