SIM900 и 3xAA 1.5v литиевые батарейки Опции

[Slonofil]

ArtemKAD
LD39200 по параметрам очень даже хорош, только его почему-то нет нигде толком. Есть относительно недорогой LD39100, у которого, судя по этой статье, защита по току включается при 2,5A, что должно подходить для работы модема. Правда, в даташите указано, что предельное значение выходного конденсатора равно 22 мкФ, что идет в разрез с рекомендацией из даташита модема об установке 100 мкФ LowESR конденсатора непосредственно перед модемом. Есть ли вообще смысл пробовать тестировать LD39100 с модемом, или тут явно будут проблемы?

Вы уж как-нибудь разберитесь, зачем модему надо 2200 мкФ и 100 мкФ: если Вы кормите модем через LDO, то он может не вытягивать напругу при резких бросках тока, напряжение будет просаживаться, модем - впадать в ступор. Большая ёмкость как раз и служит буфером на время этих самых бросков (burst). Если Вы пользуете импульсник, да ещё на высокой частоте, то он сам отслеживает броски и стабилизирует в соответствии с ними питающее. Если импульсник нормальный (не китайский клон) и правильно Вами включён, то он с этой задачей справится без особых проблем. И тогда не нужно никаких буферных ёмкостей. Они даже, скорее, вредны - ток для их зарядки в момент включения будет недетский, и если защита импульсника не успеет среагировать, то он умрёт.

[ArtemKAD]

В доке на модем там рекомендация, а не требование. Требование там это провалы по питанию не больше допустимых. Если это обеспечивает стабилизатор вместо конденсатора - почему бы и нет. А вот для LD39100/LD39200 там судя по доке именно требование, да еще и конденсаторы нужны низкоомные (желательно керамика шунтированная мелкой керамикой).

Судя по доке защита по току для LD39100 1.5А, что недостаточно для работы с модемом.

[p_kav]

Slonofil
Я просто кидался из крайности в крайность из-за отсутствия опыта дизайна схем питания и огромного количества всевозможных преобразователей и способов организации питания. Сейчас, вроде, суть более-менее понятна, осталось определиться с компонентами.

TPS71501 + MIC29302BU для МК и Модема соответственно - что скажете о таком решении? Я их уже смотрел, мне показалось, что это идеальный вариант для щелочных и литиевых батарей, можно будет просадить их с 4,5В (5,7В) до 3,6В прежде чем модем перестанет запускаться.

[Slonofil]

Slonofil
Я просто кидался из крайности в крайность из-за отсутствия опыта дизайна схем питания и огромного количества всевозможных преобразователей и способов организации питания. Сейчас, вроде, суть более-менее понятна, осталось определиться с компонентами.

TPS71501 + MIC29302BU для МК и Модема соответственно - что скажете о таком решении? Я их уже смотрел, мне показалось, что это идеальный вариант для щелочных и литиевых батарей, можно будет просадить их с 4,5В (5,7В) до 3,6В прежде чем модем перестанет запускаться.

В порядке рацпредложения: может, лучше включить эти батарейки в параллель и нагрузить на StepUp? Тогда их можно будет высосать совсем до конца, ведь 1,2В - это ещё вполне себе порадочное напряжение, можно и ниже. Деталей не скажу, но вверху предлагалось решение. Оно мне кажется разумным.

[p_kav]

Щелочные - это планируется чисто как доп. опция, если устройство будет всегда в тепле, а основной вариант питания - литиевый. А у них напряжение начинает проседать только когда остается около 10% заряда, а до этого они ровно держат свой номинал.
А еще у предложенного бустера Quiscent current 3 мА, т.е. все мои ухищрения для получения потребления 4 мкА в спящем режиме окажутся бессмысленными и батареи будут разряжаться за месяц только самим бустером. А если ставить и LDO, и бустер вместе с его обвязкой, то всё остальное на плату просто не влезет.

Кстати, а можно ли параллельно LDO поставить ключ, и, в случае подходящего для модема входного напряжения, просто открывать его и пускать ток напрямую мимо LDO? Это увеличит эффективность на каком-то уровне разряда, а так же позволит просадить батареи еще на 0,2-0,4В (Dropout Voltage у регулятора). Я правильно мыслю или есть подводные камни?

[CADiLO]

А давайте определимся еще с одним моментом - какой контроллер хотите применить ?

[p_kav]

CADiLO
Atmel, PicoPower 1.8-5.5В

[CADiLO]

от мелкого стабилизатора питаем только контроллер, или будет еще периферия?

[p_kav]

Только контроллер.

[CADiLO]

Ну так и зачем огород городить ???

Батарейки для повышения емкости ставим параллельно - хоть полуторавольтовые обычные, хоть 3.6 тионил, хоть аккумуляторы.

Если нравится атмел, то контроллер используем например ATTINY43U-SUR - у него встроенный бустер-стабилизатор, входное от 0.7 до 5.5 вольта.
Все - маленький стабилизатор не нужен.

Или Nuvoton ARM M0 серии NANO100 - там встроеный LDO + управление питанием+спячка
Или PIC24 серии XLP тоже со своим стабилизатором.

Для модуля ставим повышающий синхронник - тоже можно поискать с входным от 0.7-0.9 вольта. Ну не терплю я LDO для питания модуля, неправильно это.

Батарейки можете высасывать до упора, мощный стабилизатор выключаем, а контроллер имеет свое управление питанием и может хорошо спать.

Чем плох вариант ?

[p_kav]

CADiLO
На сколько я вижу, такой контроллер у них всего один, и тут сразу появляются проблемы:

Нет аппаратного UART - придется делать программный чтобы общаться с модулем
Нет поддержки тактовки от внешнего кварца - будет дрифт частоты из-за температуры и отвалится UART
Энергопотребление в режиме сна с активным бустером будет явно не микроамперным
Память - слишком мало, не войдут все собираемые перед отправкой на сервер данные. Да и программной памяти мне маловато будет (хотя, это, наверное, моя косолапость)

А чем неправильно LDO для модуля? Он ведь даже в даташите описан как возможный вариант при низкой разнице напряжений. Или уже были с ними проблемы при эксплуатации?

[ArtemKAD]

В порядке рацпредложения: может, лучше включить эти батарейки в параллель и нагрузить на StepUp? Тогда их можно будет высосать совсем до конца, ведь 1,2В - это ещё вполне себе порадочное напряжение, можно и ниже. Деталей не скажу, но вверху предлагалось решение. Оно мне кажется разумным.

Вы сперва попробуйте забрать от батареи разряженной до 1.2В порядка 7А которые потребует StepUp в импульсе при любом общении с сетью типа звонка или отправки SMS.... Там не только напряжение падает, но и сопротивление растёт, а лишний StepUp еще и КПД имеет при больших токах и малых напряжениях порядка 70-80%.

Кстати, а можно ли параллельно LDO поставить ключ, и, в случае подходящего для модема входного напряжения, просто открывать его и пускать ток напрямую мимо LDO?

В LDO и так есть ключ и он будет полностью открыт если на входе LDO будет меньше чем должно быть на выходе. Единственный там лишний элемент это датчик схемы защиты от превышения тока.

Для модуля ставим повышающий синхронник - тоже можно поискать с входным от 0.7-0.9 вольта.

........

Батарейки можете высасывать до упора, мощный стабилизатор выключаем, а контроллер имеет свое управление питанием и может хорошо спать.

Чем плох вариант ?

Не получится высасывать до упора. Чем ниже напряжение батареи, тем больше преобразователь от неё будет хотеть тока для поддержания выходного напряжения и это при том, что сопротивление батареи при разряде растёт. Из того что я пробовал с такими мощными потребителями как модуль получается даже хуже - без связи держит, а вот как только начинаешь связываться ловит клин. С большим ионистором там да, повышающий рулит, а с ХИТ-ами получается хуже.

[CADiLO]

Не обязательно зацикливаться на Атмеле. Нужно брать контроллер под задачу, а не подгонять задачу под контроллер.

Большинство LDO не успевает реагировать на броски тока потребления модуля, особенно при GPRS и приходится у модуля ставить конденсатор большой емкости.
А те которые успевают - дороговаты. LDO хорош при малой разнице входного и выходного напряжения - иначе греем воздух.

Я уже раньше описывал проблему клиентов которые просчитались с выбором LDO. Это так называемый эффект «пустого бака».
Проявляется при передаче данных при перегруженных сотах или плохих условиях когда передатчик модуля работает на большой мощности,
а питание производится от линейного стабилизатора с оксидными конденсаторами.
Поток данных обрывается на определенной длине и модуль затыкается или сбрасывается – длина пакета зависит от емкости конденсатора.

Всего этого лишены синхронники - по выходу достаточно керамики 22-47 мкф, скорость реакции на изменение тока прекрасная, входное напряжение может быть хоть до 60 вольт,
занимают мало места на плате, некоторые могут работать в режиме Step UP/DOWN. Да, изначально кажется что это дороже.
Но на самом деле не забывайте что устройство может работать гдето не в тепличных условиях, а на грани приема соты и потреблять свои пару ампер постоянно.
И если из-за питания оно там заглючит, то это расходы на ловлю блох, доработки, выезд к клиенту.....Дороже обойдется....


Наберите в Гугле - GSM "от одной батарейки"
Есть масса серийно выпускаемых изделий, полистайте, посмотрите фотки.... Кое где видна реализация железки.....
Например - http://gsm-protection.com/GSM_signalizaciya_Polyus_GSM_TERMO - картинки кликабельны

[p_kav]

Искал уже, большинство использует 2-4 литиевых 3.6В элемента в параллели без преобразователей или 3х1.5В литиевых батареи последовательно с преобразователем (дроссель на плате). Некоторые вообще ставят огромные литий-ионные аккумуляторы, что ставит под вопрос работу на морозе. Кстати, как производители этого термометра по ссылке умудряются давать срок работы до 1 года при постоянной работе модуля (фраза "Снятие с охраны звонком с мобильного телефона") не понятно.

А разве разница напряжений 5.7 -> 4.2 c быстрым снижением до 4.5 -> 4.2 это много?

А контроллер как мне кажется, вполне под задачу подходит - энергопотребление во сне минимальное, все нужные интерфейсы есть, памяти достаточно и стоит недорого. Еще мысль: а если включить контроллер через диод, тогда на диоде будет падение напряжения и оно не выйдет за пределы рекомендованных 5.5В, ведь так?

Сообщение отредактировал p_kav - Mar 12 2015, 09:14

[CADiLO]

>>>Кстати, как производители этого термометра по ссылке умудряются давать срок работы до 1 года при постоянной работе модуля (фраза "Снятие с охраны звонком с мобильного телефона") не понятно.

SIM900, например, в спящем режиме БЕЗ ПОТЕРИ СЕТИ потребляет 0.9mA, а SIM800C можно и до 0.7mA дожать.
Примем потребление равным 1 mA и посчитаем: 365дней *24часа = 8760 часов. Или 8760 mA/h
Прибавим потребление контроллера и время активности с бОльшим потреблением. Значит емкость батареи нужна примерно от 10А/h. Не такая уж и большая для Li-SOCl2
Нам нужен хороший ток в импульсе, значит батарея должна быть спирального типа. Например: 13А/h - http://www.cnhcb.com/upimg/ER/ER34615M.PDF
Еслит кто боится тионилхлоридные ставить, то можно и литий-оксид марганца применить - http://ru.eemb.com/Download/Primary-Batter...e/CR34615SL.pdf

>>>а если включить контроллер через диод

А это уже шаманство, а не инженерный подход