Мы планомерно развивали и улучшали прошивку нашего контроллера для достижения максимального времени работы от одного заряда. На данный момент мы произвели несколько натуральных испытаний для выяснения времени работы клапана от одного заряда.
Для начала вводные: Мы стараемся использовать новые LI-Ion аккумуляторы формата 18650 емкость около 2500 mAh. Почему именно такие аккумуляторы? Ответ прост: они достаточно рапространены , не сильно дороги, что позволяет, при необходимости, легко произвести замену элумента питания.
Мы произвели экспресс стресс тестирование: запустили сервопривод в цикличную работу. Сервопривод выполнял 25 закрытий/открытий в минуту - это 12.5 полных циклов в минуту. Под полным циклом мы понимаем открытие и закрытие клапана. Далее нехитрые математические действия:
- 10 минут: 250 или 125 циклов
- 1 час: 1500 или 750 полных циклов
- 1 день: 36000 или 18 000 полных циклов.
Тест проводился до тех пор , пока сервопривод не перестал работать ввиду слишком низкого напряжения. В итоге мы получили 32 часа непрерывной работы или 24 000 полных циклов открытия и закрытия.
Если исходить из того, что в среднем за сутки клапан будет один раз открыт и один раз закрыт, то получаем 1 цикл в сутки, что соответствует 65 годам. Естественно, что такой период работы невозможен. Это был экспресс тест, который учитвал только потребление сервопривода при работе.
В расчет нужно добавить еще несколько условий, а именно :
- саморазряд аккумулятор - Величину саморазряда принято брать в районе 10-20% от емкости батареи в год.
- потребление контроллера - Братья китайцы не предоставили в открытый доступ информацию о потреблении ZigBee модуля. Но в результате измерений мы видели потребление около 1-2 mA раз в несколько (2-5) секунд и постоянное потребление в 0.03 мА. К сожалению точную частоту и длительность периодов узнать нам не удалось. Но можем сделать приблизительный расчет по средним значениям . Постоянное потребление у нас получается 108 000 миллиампер в миллисекунду за час. И периодическое пусть будет потребление 2мА раз в 2 секунды с продолжительностью 100мс. Получаем 200 мАмс в секунду или 200 *60*60 = 720000 миллиампер в миллисекунду за час. Итого 728000 * 24 = 17 472 000 / 3600000 = 4,85 мач в сутки . Добавим еще 0.2 мач на работу серопривода и немного окрглим в бОльшую сторону. Получаем потребление 5 мач в сутки . На сколько же хватит аккумулятора? 2500/5/365=1.369*0.8=1 год работы. Здесь расчеты очень грубые, но они вполне соответствую реальным измерениям.
- влияние отрицательных температур - здесь момент спорный. Отрицательные температуры безусловно влияют на аккумулятор, снижая его напряжение, т.к. химические процессы замедляются. На сильном морозе точно не стоит ЗАРЯЖАТЬ аккумулятор и не стоит использовать его на максимальную мощность. Но наш контроллер практически ничего не потребляет, поэтому с работой при отрицательных температурах проблем быть не должно.
Исходя из всего вышесказнного vожно утверждать, что клапан
проработает от одного заряда около года. И продолжительность работы в основном будет зависеть от качества батареи. Т.е. полгода мы можем гарантировать точно!