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模塊產品:EPSON愛普生RTC+松下Panasonic電池

Tang1103 ? 來源:Tang1103 ? 作者: Tang1103 ? 2022-11-24 15:45 ? 次閱讀

此文從愛普生官微轉載,原文如下:

IOT

Internet of things

IoT(Internet of things),物聯網開辟了大量新應用,產生了更多對監控或者控制功能的渴望,但功耗也隨著功能的增加而增加。如果一個設備始終一直在工作并要求超低功耗。可以考慮使用RTC,因為RTC實時時鐘是一直在工作的。

01 電流消耗

今天一切都聲稱是低功率(LP)。下一代應用程序可能只有輕微的功率減小就已經貼上了低功率LP標簽。對于電池供電的系統,必須考慮實際的電流消耗與電池容量的關系。

可穿戴式,便攜式和許多IoT應用被迫使用最少的能量以減小功耗。利用低電壓電源是一個很好的起點,因為大多數耗散都具有歐姆特性。選擇并優化電路以實現最低功耗。不同元件的比較說明了單個電流消耗的大小:微控制器單元(MCU)不需要連續運行!

02 電流消耗隨時間變化

示例:無線遠程監控模塊。功能:根據控制系統的變化定期檢查傳感器,并且將大偏差值傳輸到基站。(Implementation A)在典型情況下,動作發生在時間a)的隨機點。動作b)消耗最大電流。微控制器c)一直在運行以及時準備好以捕獲必要的動作。集成在微控制器d)中的RTC允許對動作加時間戳。e)顯示了總的電流消耗。

借助LOW POWER RTC模塊 (Implementation B),微控制器僅定期起來查看是否有動作要處理c'),其他沒有事件處理的時間恢復到休眠模式,因此平均電流c'')可能降低到技術上的最小值。在實際情況下,動作時間(MCU處理事件)可能只是持續時間很短,只占整個時間段的一小部分,因此節省f)代表了主要部分。

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03 在系統級別上進行低功耗劃分

在設計早期階段考慮供電架構架構是一種良好的做法。電源線應按照不同功能塊可以完全關閉的方式進行布線。

3.1過程監視模塊的通用示例

a)理想情況下,所有傳感器都會連續激活(每秒1000次),但這是至關重要的嗎?仔細研究每個單獨的塊可以探索降低功耗的潛力,只需延長采樣之間的時間。

b)傳感器1:只要溫度<55°C,每分鐘只需讀取一次。當溫度高于55°C,必須每10秒檢查一次。

c)傳感器2:水位不能快速變化,因此每15分鐘檢查一次就足夠了。

d)通信:通信模塊將在固定時間每天通信一次,或者在參數超過臨界限值時立即通信。

3.2關鍵點

關閉電源后,檢查所有線路的漏電流。標準FET開關很容易泄漏幾μA數量級的電流。具有開漏配置的通信線路也是潛在的漏電流來源。確保上拉電阻連接到控制器電源。用于開關電源二極管必須是低泄漏肖特基型。

必須關閉測試頻率輸出并配置為最低功耗。

04 控制活動級

在以下情況下達到最低的系統功耗:

pYYBAGN_H8aAH1plAAIQjMTq5wI682.png

只有一個超低功耗設備始終保持開啟狀態,控制定期喚醒并保持時間。

關閉所有其他塊,如果不可行,該模塊需要進入休眠狀態或最低功耗空閑模式。這可能意味著>> 95%的時間內唯一的需要供電的電路是RTC模塊。

05 選擇關鍵器件

5.1Epson的RTC模塊

Epson的RTC模塊優于具有單獨Xtal的通用RTC,尤其適用于物聯網和電源關鍵應用。以Epson的RX8111, RX4111, RX8010SJ 等為例,將RTC電路與32.768 kHz晶振集成到模塊中,具有如下的優勢:

·RX8111CE

pYYBAGN_ICGAe9D7AAUieq9sb8g867.png

RX8111是一款擁有I2C接口和溫度補償功能的新型實時時鐘芯片,RTC模塊體積很小,具有內置的頻率調整后的32.768 kHz晶體單元和自動電池切換功能。還配備了時間戳功能,用于記錄和存儲時間信息。適合用于工廠自動化設備,辦公設備,手持終端,安全設備和其他小型電子產品等產品。

·RX4111CE

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RX4111是一款擁有SPI接口和溫度補償功能的新型實時時鐘芯片,RTC模塊體積很小,具有內置的頻率調整后的32.768 kHz晶體單元和自動電池切換功能。還配備了時間戳功能,用于記錄和存儲時間信息。適合用于工廠自動化設備,辦公設備,手持終端,安全設備和其他小型電子產品等產品。

·RX8010SJ

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1.高可靠性及穩定性,采用內置32.768KHz晶體,減輕用戶對電路匹配的負擔和環境對晶體電路的影響。

2.軟件對于系統的工作狀態需要進行監控,以保證數據的正確和可靠性。8010 提供一個標志 VLF,該標志位的主要功能是檢測內部晶體是否停振,當系統受到干擾或重新上電復位,VLF 就有可能被置位。獨立的RTC模塊可以作為完全獨立的看門狗來監控執行期間的軟件。

3.SOP 8 小型化封裝, 引腳兼容NXPMaxim/Dallas等多家RTC。用戶可在現有的電路上方便應用測試。

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5.2松下電池

作為RTC的備用電源,松下紐扣電池很受歡迎。一顆穩定的電池所帶來的效果,會大大延續產品的使用壽命。

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松下的一次性紐扣電池CR2032,它的特性如下:

· 體積小:Φ20毫米,厚度3.2毫米

· 恒定電源電壓:3.0 V

·容量:225 mAh

·高可用性

·知名品牌:Panasonic

下圖為松下常見的CR-2032電池,在20°常溫環境下,配合Epson nA級別RTC,可以達到15年以上持續供電,保持產品在任何情況下,是RTC備電的穩定的后勤保障。

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而這一切的秘密,來源于松下電池的低內阻。

?內阻是指電流通過電池時所受到的阻力。電池的內阻是化學電源的一個極為重要參數,它直接影響電池的工作電壓,工作電流,輸出的能量與功率,從功率和能量輸出的角度來看化學電源的內阻越小越好。

?電池內阻與材料(正負極材料,隔膜,電解液等),結構以及裝配過程有關。一顆“好”的電池應該保證在產品的后期,也要保持低內阻,才能確保其產品的穩定性。

?另外,松下還擁有全業界最穩定的一次鋰氟化碳電池(BR電池)系列,溫度范圍更廣,持續放電能力更強。

審核編輯黃昊宇

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