นาฬิกาข้อมือที่มีอายุการใช้งานแบตเตอรี่ 10 ปีเป็นไปได้อย่างไร?

ปรากฎ Casio มีกำมือของนาฬิกาข้อมือที่มี "แบตเตอรี่ 10 ปี" ข้อเรียกร้องคือต้องขอบคุณ "เทคโนโลยีขั้นสูง" อายุการใช้งานแบตเตอรี่ในนาฬิกาเหล่านั้นขยายไปถึงสิบปี

ตอนนี้ถ้าคุณดูโมเดลที่แตกต่างคุณเห็นว่ามันค่อนข้างซับซ้อนดังนั้นจึงน่าจะเป็นการสิ้นเปลืองพลังงานตัวอย่างเช่นรุ่น AW-80-1AVมีทั้งจอผลึกเหลวและมือและมันมีไฟ LED และเสียงเตือน

ฉันแรกคิดว่าบางทีแบตเตอรี่เป็นกุญแจสำคัญ รุ่น AW-80-1AV ทำงานบน CR2025 แผ่นข้อมูล Energizer CR2025 ระบุว่าแบตเตอรี่นี้มีแรงดันไฟฟ้าออกเล็กน้อย 3 โวลต์และความจุปกติ 163 mAh ดังนั้นจึงเก็บพลังงานได้ 0,489 โวลต์ - แอมป์ - ชั่วโมง

สำหรับการเปรียบเทียบรุ่นพื้นฐานทั่วไปของ Swatch ใช้เวลาประมาณสามปีสำหรับแบตเตอรี่ Renata silver oxide 390 (SR1130SW) ที่มีแรงดันเอาต์พุตเล็กน้อยที่ 1,55 โวลต์และความจุเล็กน้อยที่ 60 mAh และเก็บพลังงานได้ 0,093 โวลต์แอมป์ชั่วโมง

ดังนั้น CR2025 จะเก็บพลังงานได้มากกว่าห้าเท่า แต่รุ่นพื้นฐานของ Swatch มีเพียงมือเท่านั้น - ไม่มีจอแสดงผลดิจิตอล, ไม่มีแสงสว่าง, ไม่มีสัญญาณเตือนภัยดังนั้นจึงน่าจะใช้พลังงานน้อยกว่า

จะต้องมีสิ่งที่ชัดเจนมากกว่าแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ที่ทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่นานถึง 10 ปี

อายุการใช้งานแบตเตอรี่ 10 ปีเป็นไปได้อย่างไรในนาฬิกาข้อมือที่ใช้พลังงานค่อนข้างมาก?

10 ปี = ~ 87650 ชั่วโมง
1 ท่อระบายน้ำ uA จะต้องใช้ 87.75 mAh ใน 10 ปี
ด้วยความเสื่อมโทรมของอายุการเก็บรักษาที่ใกล้พอที่จะ
= 10 mAh / uA / ปีหรือ
= 100 mAh / uA / 10 ปี

ดังนั้นการอ้างอิงของคุณแบตเตอรี่ 163 mAh จะจัดหา 1.63 uA หมายถึง
การผลักดันเทคโนโลยีขนาดและโชคช่วยให้คุณบอกว่า 5 uA หมายถึง

มี 86400 วินาที / วัน มี 1440 นาที / วัน

คุณจะพบว่าการใช้สัญญาณเตือนนั้น จำกัด มากในการใช้งานที่อนุญาตเพื่อให้ได้ 10 ปี หากท่อระบายน้ำ 1 uA ใช้เพื่อเตือนภัยคุณจะได้รับ 24 uA.hr/day หรือ 86400 uA.seconds หรือ 86 mA.seconds นั่นคือประมาณ 240 mW วินาทีที่ 3 V. หรือพูดว่า 5 x 50 mW x 1 วินาทีต่อวัน

ไฟ LED สามารถให้แสงสว่างเพียงพอที่ 1 mA ใช้งาน 5 ครั้ง / วัน x 1 วินาที = 5 mA.sec = 5,000 uA.sec หรือ "only" 5000/86400 = 0.06 uA หมายถึงการระบายน้ำออก เพิ่มขึ้นตามที่ต้องการและอนุญาต

คุณสามารถใช้เวลาในการรักษา IC ไว้ที่ 1 uA ได้หรือไม่?
อาจจะใช่.

ดังนั้นโดยรวมแล้วทุกอย่างตกอยู่ในพื้นที่ของ "ความเป็นไปได้ทางความคิดหากเป็นจริงที่ฉลาดและระมัดระวังจริงๆ"
คาสิโอคาดว่าจะค่อนข้างฉลาดในตอนนี้

โปรดทราบว่าหากมีการใช้พลังงานประเภทใดประเภทหนึ่งการเดิมพันทั้งหมดจะเปิดอยู่ เก็บเกี่ยว uA หรือฟังไม่กี่เสียง

ตัวอย่างโลกแห่งความจริง:

มีอีกหลายคน

ในเดือนกันยายน 2012 ผู้ใช้ Hli แสดงความคิดเห็น:

EFM32 ซึ่งเป็น ARM Cortex M3 MCU สามารถทำงานได้ประมาณ 1.45µA ขณะขับ LCD (550nA สำหรับ LCD และ 900nA สำหรับใช้งาน RTC และรักษา RAM) ดังนั้นชิปที่รักษาเวลาเท่านั้นควรจะสามารถทำงานได้น้อยกว่านั้นมาก

ลิงค์ที่เขาให้ไว้ตอนนี้เสียแล้ว:

EFM32 ตระกูล "ตุ๊กแก" คือไมโครคอนโทรลเลอร์ M0 +, M3, M4 ARm Cortex จากSilabs

ดักจับการค้นหา EFM32

Wonder Gecko

• EFM32 ™ไมโครคอนโทรลเลอร์ARM®Cortex®-M4 Wonder Gecko 32 บิตซิลิคอนแล็บ Labs 'EFM32 ™ Wonder Gecko ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูล 32 บิต (MCU) ประกอบด้วยอุปกรณ์ 60 ชิ้นที่ใช้พื้นฐานARM®Cortex®-M4 ซึ่งให้ชุดคำสั่ง DSP เต็มรูปแบบ และรวมถึงฮาร์ดแวร์ FPU เพื่อประสิทธิภาพการคำนวณที่เร็วขึ้น

  Wonder Gecko MCUs มีหน่วยความจำแฟลชสูงสุด 256 kB, RAM ขนาด 32 kB และ CPU ความเร็วสูงถึง 48 MHz MCU ใช้เทคโนโลยี Gecko ที่มีความแตกต่างสูงเพื่อลดการใช้พลังงานรวมถึงโหมดสแตนบายและโหมดสลีปที่ยืดหยุ่นอุปกรณ์ต่อพ่วงอัจฉริยะที่ช่วยให้นักออกแบบสามารถใช้งานฟังก์ชั่นได้หลายอย่างโดยไม่ต้องตื่นขึ้นมาทำงาน CPU ด้วยการใช้พลังงานต่ำสุดและใช้พลังงานน้อยที่สุด Wonder Gecko จึงเป็น Cortex-M4 MCU ที่ประหยัดพลังงานมากที่สุดในโลก

xxx-Gecko รุ่นอื่น ๆ M0 +, M3, M4

รายชื่อ Digikey ของ "Gecko" - กองทัพ

ต้นทุนต่ำสุดใน 100 ของด้วย LCD EFM32TG822F32-QFP48T $ US2.03 / 100 Digikey

โหมดที่มีประโยชน์พลังงานต่ำที่สุดเมื่อใช้ RTC - EM2 - หลับลึก

ใน EM2 จะมีการปิดออสซิลเลเตอร์ความถี่สูง แต่เมื่อใช้ออสซิลเลเตอร์ 32.768 kHz อุปกรณ์ต่อพ่วงพลังงานต่ำที่เลือกไว้ (LCD, RTC, LETIMER, PCNT, LEUART, I 2C, LESENSE, OPAMP, WDOG และ ACMP) สิ่งนี้ให้การดำเนินการแบบอิสระในระดับสูงโดยมีการใช้กระแสไฟต่ำเพียง 1.0 µA เมื่อเปิดใช้ RTC การรีเซ็ตการเปิดเครื่องการตรวจสอบ Brown-out และการเก็บ RAM และ CPU เต็มรูปแบบรวมอยู่ด้วย

EM1 - นอนหลับ

ใน EM1 CPU กำลังหลับและการใช้พลังงานเพียง51 µA / MHz อุปกรณ์ต่อพ่วงทั้งหมดรวมถึง DMA, PRS และระบบหน่วยความจำยังคงมีอยู่

EM0 - ทำงานอยู่

ใน EM0 ซีพียูกำลังทำงานและบริโภคเพียง150 µA / MHzเมื่อใช้รหัสจากแฟลช อุปกรณ์ต่อพ่วงทั้งหมดสามารถใช้งานได้

ดังนั้นการทำงานใน EM0 เป็นเวลา 1 ms / s จะเพิ่ม 0.15 uA ให้กับโหลดสแตนด์บายของ EM2

โดยรวมแล้วการทำงานใน EM2 ที่ประมาณ 1 uA หมายถึงบวก EM0 ตามต้องการจะอนุญาตให้บรรลุเป้าหมายตัวอย่าง 10 ปี / 163 mAh

___________________________________

การเก็บเกี่ยวพลังงาน:

การสั่นสะเทือนและการเคลื่อนไหวอาจเป็นแหล่งพลังงานที่เป็นไปได้

ดูเหมือนว่าแผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์ / แผงโซล่าร์
กำลังไฟมากประมาณ 150 วัตต์ / m ^ 2 ที่ 1 อาทิตย์ = 100,000 ลักซ์
10 มม. x 10 มม. "พาเนล" ที่ 10 ลักซ์ที่เรตติ้งเหล่านั้นจะให้ ~ = 150 วัตต์ x (0.01 มก. 0.01 มม.) x 10lux / 100000lux = 15 ไมโครวัตต์

10 ลักซ์เป็นแสงสลัว - ในระดับที่สีเปลี่ยนเป็นขาวดำ ติ่ม!
หากระดับความไวนั้นสามารถรักษาได้ในระดับแสงต่ำเช่นนี้ (เพราะอาจเป็นไปได้กับ 'เคมี' อื่น ๆ ) การเปิดรับแสงจะทำงานได้

บางทีนาฬิกาเหล่านั้นอาจใช้ระบบเก็บเกี่ยวพลังงานเพื่อชาร์จแบตเตอรี่แบบชาร์จใหม่ได้?

นาฬิกาควอทซ์อัตโนมัติมีกลไกการเก็บเกี่ยวพลังงานที่เหมือนนาฬิกาไขลานกลดึงจำนวนเงินขนาดเล็กของพลังงานจากการเคลื่อนไหวแบบวันต่อวันของบุคคลที่สวมใส่มัน

นาฬิกาพลังงานแสงอาทิตย์ใช้เซลล์แสงอาทิตย์ขนาดเล็กพลังงานดึงจากแสงโดยรอบ (แม้แต่แสงในอาคารที่หรี่กว่าแสงอาทิตย์ก็เพียงพอแล้วที่จะให้นาฬิกาทำงานต่อไป)

ฉันได้ยินมาว่านาฬิกาดังกล่าวมักจะทำงานได้ตามปกติเป็นเวลาหนึ่งวันเมื่อถูกตัดออกจากพลังงานภายนอก (ถอดข้อมือวางในห้องมืดและอื่น ๆ ) จากนั้นพวกเขาก็เข้าสู่สถานะพลังงานต่ำที่ทุกอย่างถูกปิดยกเว้นเวลาภายใน - จอ LCD ว่างเปล่ามือหยุด นาฬิกามีพลังงานสำรองที่สามารถรักษาเวลาภายในได้อย่างน้อยหนึ่งเดือน ผู้ผลิตรายหนึ่งอ้างว่าตนมีนาฬิกาที่มีพลังงานสำรอง 4 ปี จากนั้นเมื่อคุณหยิบขึ้นมาและเขย่าแบตเตอรี่จะเริ่มชาร์จและ "มือจะหมุนอย่างน่าอัศจรรย์เพื่อให้ตรงกับเวลาปัจจุบัน" ( a )

คุณกำลังมองหาข้อมูลโดยละเอียดว่าเป็นไปได้อย่างไรในการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้พลังงานต่ำมาก? จากนั้นคุณอาจสนุกกับการอ่านบันทึกย่อของ Jeelabs เกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังต่ำ ( b ) JeeNode หนึ่งตัวใช้งานได้นานกว่า 2 ปีสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ครั้งเดียว (มีค่าใช้จ่ายในวันที่ 21 สิงหาคม 2010 ยังคงทำงานและนับต่อเนื่องในวันที่ 15 กันยายน 2012) ( c )

หรือคุณกำลังมองหาเทคนิคในการป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่เสียก่อนเวลาอันควร ในขณะที่ชาร์จแบตเตอรี่ซ้ำหลาย ๆ ครั้งในระยะเวลา 10 ปีนั้น "ง่ายกว่า" กว่าการพยายามหาเซลล์หลักจนถึง 10 ปีที่ผ่านมา แต่ก็ไม่ได้ทำให้ "ง่าย" ฉันซื้อแบตเตอรี่แบบชาร์จใหม่ได้สำหรับอุปกรณ์อิเล็คทรอนิคส์หลายชิ้นเมื่อแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟเดิมเสียชีวิตในเวลาน้อยกว่า 5 ปีไม่เพียงระบายออก แต่เสียชีวิตโดยสิ้นเชิง (สิ่งที่ทำให้สิ่งนี้น่าผิดหวังอย่างยิ่งคือเมื่ออุปกรณ์อายุ 5 ปีใช้แบตเตอรี่ที่มีรูปแบบพิเศษซึ่งหยุดการผลิตเมื่อหลายปีก่อนและตอนนี้ไม่สามารถใช้งานได้และฉันสงสัยว่าแบตเตอรี่รูปทรงแปลกใหม่ทั้งหมดจะไม่สามารถใช้งานได้ใน 5 ปี ) วิธีป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่เกิดข้อผิดพลาดก่อนเวลาอันควรจะมีคำถามแยกต่างหากที่ดี

กุญแจนี่คือมันไม่มีมือสองกวาด เข็มนาทีจะเพิ่มขึ้นหนึ่งครั้งทุก ๆ 20 วินาทีและนั่นเป็นเพียงการเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นกับมือ