Comment mesurer la durée de vie / capacité de la pile alcaline dans la pratique du circuit LED?

Channing

Comment mesurer la durée de vie / capacité de la pile alcaline dans la pratique du circuit LED?


J’ai une lumière LED utilise trois piles alcalines de 1,5 V en série. Cependant, la capacité de la batterie ne marque pas. Lorsque je mets un multimètre en série avec ces trois piles et que j’allume la LED, le courant est de 76mA. J’ai également mesuré la tension entre les LED et elle est de 2,77 V.

Si je suppose que la capacité des piles est de 2200mAh (je l’ai trouvée sur WIKI, il est dit pour les piles alcalines, la capacité sous un drain constant de 50mA est de 1800 ~ 2600mAh).

Ma question est, quelle est la durée de vie de cette lumière LED? Puis-je calculer cela à partir de 2200mAh / 76mA = 28,94h? Ou est-il également affecté par la tension de fonctionnement des LED? L’autre partie du circuit LED est juste un capteur PIR, je pense qu’il ne consommera pas beaucoup de courant.

S.Ramjit

Vous avez mesuré la tension entre les LED ou à travers chaque LED?

Channing

@ S.Ramjit 6 Leds connectés en parallèle, j’ai mesuré la tension aux bornes d’eux.

Réponses


 Mal compris

La tension d’une pile alcaline AA commence à 1,5 et tombe à 0,8 V. Cela rend l’alcaline un mauvais choix pour alimenter une LED. Vous voulez une courbe de décharge plus plate. Le Li-ion est un bien meilleur choix. Vous pouvez facilement alimenter ces LED avec une seule batterie 18650.

La durée de vie est déterminée par le taux de décharge. À 25 mA, attendez-vous à 3000 mAH. À 100 mA, attendez 2500 mAH. Voir Spécifications de l’ENERGIZER E91 Le point médian serait de 2750 mAH.

Trois piles alcalines AA en série auront une courbe de décharge de 4,5 V à 2,6 V. Une meilleure valeur serait de 11 Ω, ce qui vous donnerait 75 mA au point médian de 3,6 V entre le nouveau 4,5 V et la décharge à 2,77 V.

Chacune de ces LED doit / doit avoir une résistance de limitation de courant. Vous avez mesuré 76 mA, ce qui n’est valable que pour la tension de la batterie à cet instant. La tension diminue continuellement ainsi que le courant.

Vous devez d’abord spécifier le courant requis pour la luminosité souhaitée. Utilisez une calculatrice en ligne pour obtenir la valeur de la résistance optimale. J’aime le calculateur de résistance de la série LED Hobby Hour

À 75 mA, chaque LED utilise 12,5 mA.

Un 3.6V 18650 Li-ion se décharge à 3.2V, une courbe beaucoup plus plate. À 4,5 V, une LED avec un Vf de 2,77 utiliserait une résistance de 140 Ω pour 12,5 mA. Pour 12,5 mA au minimum de 2,77 V, la résistance optimale serait de 10 Ω. La résistance à utiliser serait calculée avec la tension médiane de 3,6 V, qui est de 66 Ω. Mais la gamme de luminosité serait perceptible. Cela vous donnera une moyenne de 45 mW par LED ou 270 mw pour les 6 LED. Avec une capacité de batterie de 2750 mAH, la durée de vie serait de 36,66 heures avec une efficacité moyenne de 76%.

Si vous avez besoin d’une luminosité très constante, un régulateur de courant constant serait nécessaire. quelque chose comme un On-Semi NSI45060JD fonctionnerait bien. Pour une efficacité plus élevée, un régulateur abaisseur de commutation peut faire mieux. Un TI TPS63030DSKR est très simple, à faible nombre de pièces, petit et peu coûteux. Cela fonctionnerait très bien car l’efficacité varierait entre 90% à 4,5 V et 80% à 2,4 V. Il est spécialement conçu pour 2-3 piles alcalines de la série AA ou un seul NiMH ou Li-ion.

Un régulateur à découpage donnerait environ 10% d’autonomie en plus, soit environ 40 heures.

Ale..chenski

L’OP ne pose pas de question sur le choix de la batterie ou la sélection des résistances de limitation. Ni rien sur la cohérence de la luminosité des LED. Le PO demande si l’estimation de 2200/76 est correcte ou non. Je dis que c’est juste, et toute tentative de « meilleure » estimation sera un excès de précision pour une information donnée, et donc une perte de temps.

Mal compris

@AliChen pas une perte de temps. L’OP doit comprendre que la mesure de 76 mA n’était valable qu’à la tension de la batterie à cet instant. Il semblait également que l’OP connectait les batteries directement aux LED sans aucun type de régulation. Cela aussi serait une conception incorrecte et des calculs de durée de vie de la batterie seraient inconstants. Je maintiens mes chiffres de 36 à 40 heures et je dis que votre calcul est basé sur des données erronées et c’est pourquoi vous êtes en retard d’environ 35%. La conception LED est un travail à plein temps pour moi.

Ale..chenski

Je crois que vous avez mal compris la question. L’OP ne connecte rien, l’OP a un certain dispositif prêt à l’emploi qui utilise déjà trois piles et un capteur PIR. Et donc très probablement un certain changement. Et peut-être un pilote à courant constant. Et peut-être de type DC-DC. Et peut-être utilise-t-il des batteries de type indésirable « robustes » d’un fournisseur anonyme. Toutes vos considérations conditionnelles sont hors de propos, non fondées et basées sur de nombreuses hypothèses, qui peuvent ou non être vraies.


 Ale..chenski

Peu importe la tension des LED, 2,77 V est à peu près la bonne pour les LED modernes. Cependant, trois piles alcalines devraient fournir au moins 3,3 à 4,5 V sous cette charge modeste, il doit donc y avoir un autre circuit (ou juste une résistance) en série avec ce groupe de LED. Cependant, rien de tout cela n’a d’importance, le seul 76 mA est important. Votre estimation est juste, une batterie d’éléments d’une capacité de 2200 mAh (je suppose que ce sont des éléments de taille AA) durera environ 28 heures à un taux de charge de 76 mA.

EDIT: Vous pouvez ESTIMER le temps de travail comme 2200/76. Ce sera une bonne estimation approximative. Vous ne pouvez pas l’améliorer beaucoup en considérant la chute de tension des LED sur l’épuisement progressif de la batterie, car le résultat exact dépendra du type de pilote de LED (simple résistance ou convertisseur DC-DC), de la capacité réelle de la batterie sous le courant de charge spécifié (et du fabricant), et la température globale de la batterie et des LED. Donc, une « meilleure » estimation sera tout au plus douteuse. Si vous voulez mesurer, alors mesurez-le simplement avec un chronomètre.

S.Ramjit

La tension ne chuterait-elle pas avec le temps? Donc, si la tension baisse sous décharge, il y aura un point où la tension directe des LED ne sera pas respectée et les batteries auront toujours une tension (car elles ne sont pas complètement déchargées). L’OP n’aurait-il donc pas besoin de connaître la capacité minimale qui donne une certaine tension et de décider ensuite de la capacité réellement disponible?

Ale..chenski

@ S.Ramjit, vous ne pouvez pas faire d’estimations plus précises car vous / nous ne connaissons pas le circuit du pilote. Il peut s’agir d’un convertisseur abaisseur et, à mesure que la tension de la batterie baisse, le courant AUGMENTE. Et vous ne connaissez pas non plus la capacité réelle de vos batteries, ni la température de fonctionnement. Donc, la simple estimation est la meilleure que vous puissiez faire.

S.Ramjit

N’essayant pas d’être condescendant et je ne sais pas si c’est la question de « détournement » de l’OP mais comment le courant augmentera-t-il si la tension baisse? Je comprends cependant tout ce que vous avez dit d’autre.

Ale..chenski

@ S.Ramjit, si la lampe de poche (ou autre) utilise un bon pilote de LED à courant constant (commutateur DC-DC), le pilote fournira une puissance constante aux LED. Lorsque la tension de la batterie chute, le pilote led augmente son courant d’entrée afin de maintenir la puissance de sortie constante. Conservation de l’énergie au travail.

Mal compris

Ce que vous dites serait vrai si une pile alcaline maintenait 1,5 V pendant sa durée de vie. Un alcalin a une coupure de décharge de 0,8 V. C’est pourquoi les LED ont besoin de 3 piles AA. Même une très bonne efficacité du régulateur de commutation variera de 10% sur toute la courbe de décharge.

 

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