电池寿命为10年的手表怎么可能?


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事实证明,卡西欧提供了一些具有“ 10年电池寿命”的手表。据称,由于采用了“先进技术”,这些手表的电池寿命可延长至十年。

现在,如果您查看不同的型号,您会发现它们相当复杂,因此可能会消耗能量-例如,AW-80-1AV型号既具有液晶显示屏和指针,又具有LED照明和声音警报。

我首先以为电池是关键。型号AW-80-1AV在CR2025上运行。Energizer CR2025数据表规定此电池的标称输出电压为3伏,标称容量为163 mAh,因此它存储0,489伏安时的能量。

为了进行比较,Swatch的典型基本模型在Renata氧化银390(SR1130SW)电池上运行大约三年,该电池的标称输出电压为1.55伏,标称容量为60 mAh,因此可存储0,093伏安时的能量。

因此,CR2025可以存储大约五倍的能量,但是Swatch的基本模型只有指针-没有数字显示,没有照明,没有警报,因此它可能消耗的能量更少。

显然,除了更大的电池外,还必须有其他一些东西才能使电池寿命达到10年。

耗能较大的手表如何具有10年的电池寿命?


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我的原电池使用了10年。之后,我用eBay的通用VARTA电池替换了它,只用了1-2个月左右的时间。一定要成为一个特殊的电池……
Arney 2015年

Answers:


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10年=〜87650小时。
1 uA的漏极在10年内将需要87.75 mAh。
Som的货架寿命下降到
= 10 mAh / uA /年或
= 100 mAh / uA / 10年

因此,您引用的163 mAh电池将提供1.63 uA的平均值。
推动技术,规模和运气可能会让您说5 uA平均值。

每天有86400秒。每天有1440分钟。

您会发现,例如,警报使用在10年的允许使用中受到很大限制。如果1 uA的漏极用于报警,则您将获得24 uA.hr/day或86400 uA.seconds或86 mA.seconds。在3 V电压下大约需要240 mW秒。或者说每天5 x 50 mW x 1秒突发。

LED可以提供1 mA的充足照明。使用5次/天x 1秒= 5 mA.sec = 5000 uA.sec或“仅” 5000/86400 = 0.06 uA平均消耗。根据需要并允许增加。

您可以将IC维持在1 uA的时间运行吗?
可能是。

因此,总的来说,所有这些都属于“如果真的真的很聪明和谨慎的话,可能的”。
卡西欧(Casio)到现在有望变得非常聪明。

请注意,如果正在使用任何形式的能量收集,那么所有押注都是有效的。采集uA或听起来很少可行。


真实示例:

还有很多。

2012年9月,用户Hli评论:

EFM32是ARM Cortex M3 MCU,可以在驱动LCD时以1.45µA的电流运行(LCD 550nA,运行RTC并保持其RAM的电流为900nA)。因此,仅保留时间的芯片应该能够以更少的时间运行

他提供的链接现在已断开,因此:

EFM32“ Gecko”系列是Silabs的 M0 +,M3,M4 ARm Cortex微控制器

Silabs EFM32搜索

神奇壁虎

  • EFM32™Wonder Gecko 32位ARM®Cortex®-M4微控制器Silicon Labs的EFM32™Wonder Gecko 32位微控制器(MCU)系列包括60个基于ARM®Cortex®-M4内核的设备,可提供完整的DSP指令集并包括一个硬件FPU,以提高计算性能。

    Wonder Gecko MCU具有高达256 kB的闪存,32 kB的RAM和最高48 MHz的CPU速度。这些MCU集成了高度差异化的Gecko技术,以最大限度地降低能耗,包括灵活的待机和睡眠模式范围,智能外设,这些外设使设计人员能够实现许多功能,而无需唤醒CPU和超低待机电流。Wonder Gecko具有最低的活动和待机功耗,是世界上最节能的Cortex-M4 MCU。

其他xxx壁虎变体 M0 +,M3,M4

Digikey列出的“ Gecko” -军团

使用LCD EFM32TG822F32-QFP48T的 100片中最低成本US $ 2.03 / 100 Digikey

运行RTC时的最低功耗有用模式-EM2-深度睡眠

在EM2中,高频振荡器被关闭,但是在运行32.768 kHz振荡器的情况下,仍然可以使用选定的低能耗外围设备(LCD,RTC,LETIMER,PCNT,LEUART,I 2C,LESENSE,OPAMP,WDOG和ACMP)。在启用RTC的情况下,这可以实现高度自治操作,且电流消耗低至1.0 µA。还包括上电复位,掉电检测以及完整的RAM和CPU保留。

EM1-睡眠

在EM1中,CPU处于睡眠状态,功耗仅为51 µA / MHz。 包括DMA,PRS和存储系统在内的所有外围设备仍然可用

EM0-运行

在EM0中,从闪存运行代码时,CPU正在运行,消耗的电流仅为150 µA / MHz。所有外围设备都可以处于活动状态。

因此,在EM0中运行1 ms / s可为EM2待机负载增加0.15 uA。

总体而言,在EM2中以大约1 uA的平均值加上EM0进行操作(如果需要)将可以实现10年/ 163 mAh示例目标。

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能量收集:

振动和运动很可能是能源。

硅太阳能光伏/太阳能电池板似乎可行。
在1个太阳= 100,000 lux时,可用功率非常大为150瓦/米^ 2。
在这些额定值下以10 lux的10mm x 10mm“面板”将提供〜= 150瓦x(0.01mx 0.01m)x 10lux / 100000lux = 15微瓦。

10勒克斯是昏暗的房间灯-在这种颜色褪色为单色的水平。暗淡!
如果该灵敏度水平可以保持在如此低的光照水平下(其他化学方法很可能如此),那么光供电就显得可行。


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不仅计时持续工作,而且还有显示屏和指针可以24/7/365运转。
Sharptooth 2012年

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可能会收集能量。LCD可能功耗较低。手很烦。如果它们以1 /秒的速度步进,而我们给它们分配1 uA,那么它们将得到1 uA.sec.sec =不多。
拉塞尔·麦克马洪

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一个EFM32,这是一个ARM的Cortex M3 MCU,可以同时驱动LCD约1.45μA上运行(550nA的LCD,和900nA用于运行RTC和保持其RAM)。因此,仅保留时间的芯片应该能够运行的时间远少于此。
hli12年

我继承了已故祖父的Boluva。只要它定期移动(例如我佩戴),它就可以正常工作。没有警报,但手和日历。可能可以类似的方式为Casio手表提供一些能量,以减轻电池的负担。
rdivilbiss 2012年

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“您能运行一个使IC保持1 uA的时间吗?也许是的。” 根据数据表,PCF2123可以在100 nA的电流下运行。所以,是的。
雷南2014年

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也许那些手表使用某种能量收集系统为可充电电池充电?

一个自动石英表有一个能量收集机制,就像一个机械自动上弦手表,从穿着它的人的一天到一天的运动拉少量的能量。

太阳能手表用来拉能量从环境光的微小太阳能电池。(即使室内光线比日光要暗得多,也足以使手表保持运转)。

我听说这种手表通常在切断外部电源(摘下手腕,放在黑暗的房间等)中后,通常可以正常运行一天左右。然后他们进入低功耗状态,其中除了内部定时以外,所有其他功能都将关闭-LCD显示屏变黑,指针停下。手表具有动力储存,可以使内部计时至少持续一个月。一家制造商声称其手表具有4年动力储存。然后,当您拿起它并摇晃它时,电池就会开始充电,并且“指针会神奇地旋转以匹配当前时间”。()。

您是否正在寻找有关如何构建功耗极低的电子设备的详细信息?然后,您可能会喜欢阅读Jeelabs关于低功耗电子产品的说明(b)。一个JeeNode电池充电一次已运行2年以上(于2010年8月21日充电;至今仍在运行,并于2012年9月15日继续计数)。(c

还是您正在寻找防止电池过早失效的技术?尽管在10年内对电池进行多次充电要比使原电池可持续使用10年“容易”,但这并没有使其变得“容易”。当原始可充电电池在不到5年的时间内失效时,我已经为几种消费电子设备购买了新的可充电电池-不仅耗尽,而且完全失效。(令这尤其令人沮丧的是,当使用5年的设备使用的电池形状有些特殊形状的电池几年前已停止生产并且现在无法使用时,我怀疑所有闪亮的新奇形电池也将在5年内无法使用。 )。如何防止电池过早失效将是一个很好的问题-我希望我知道答案。


1
如果未针对电池寿命优化充电器,则一旦充电就将电池从充电中取出,并且不允许其深度放电将共同增加寿命。锂离子电池具有日历寿命(无论是否使用)。NiCd和NimH没有。LiFePO4可能没有(关于它的评论不多)。
拉塞尔·麦克马洪

那么这将是我的创新:不使用原电池的太阳能+存储手表已经在该制造商的产品组合中使用了十多年。
rackandboneman '16

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这里的关键是它没有横扫秒针。分针每20秒仅增加一次,这是指针发生的唯一移动。


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这真的有很大的不同吗?所有这些电路和显示元件都不会消耗大量电流吗?
Sharptooth 2014年

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@sharptooth LCD元件是电压驱动的,因此它们在小电流下工作。(话虽如此,但我没有任何关于在典型手表中切换一个细分所需的数字。)
Nick Alexeev
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