7805 5 V稳压器会消耗9 V电池吗？

做些DIY作为爱好，我正在制作一个小型的湿度温度无线电传感器。

一个ATmega328从读取DHT11传感器，然后通过将数据发送到树莓裨STX882无线电发射机。它由9 V电池供电，该电池使用7805 5 V稳压器，电容为10 µF和100 µF。

ATmega上的C代码读取湿度和温度，然后每30分钟发送一次：

const unsigned long DELAY = 30*60*1000UL;    // 30 minutes
void loop() {
    delay(DELAY);
    send_data(); // Maybe a little overcomplicated, but I think it is not the point
}

这就像一种魅力，但电池寿命却出乎意料地短。它是全新的，我做了一些零星的测试，延迟很短，没有异常热量从任何地方散发出来。

当我感到满意时，我放了30分钟的延迟，不理会它（这可能有点危险吗？），但是不到24小时后，电池就耗尽了5.4 V电压。虽然延迟了30分钟，但其使用寿命却受到了尊重。

有什么可以解释这么短的电池寿命？可能是5 V稳压器吗？如何建立持久的电路？

PS：我仍在尝试整理一些图表，但这对于像我这样的菜鸟来说需要一定的时间...

我使用了6lp3146通用品牌碱性9 V电池，该电池在100 mA电流下显然提供了300-500 mAh的电量，这远远超过了我的电路使用的电量。

这是我可以从数据表中收集的所有信息：

+-----------------+-------------+----------+-----------+---------+
|                 | DHT11       | STX882   | ATmega328 | 7805reg |
+-----------------+-------------+----------+-----------+---------+
| Voltage         | 3-5.5 V     | 1.2-6 V  | 2.7-5.5 V |         |
+-----------------+-------------+----------+-----------+---------+
| Active current  | 0.5-2.5 mA  | 34 mA    | 1.5 mA    |         |
+-----------------+-------------+----------+-----------+---------+
| Standby current | 0.1-0.15 mA | <0.01 µA | 1 µA      | 4-8 mA* |
+-----------------+-------------+----------+-----------+---------+
*"bias current"

如果我理解正确，我的系统每30分钟会激活几秒钟，因此，待机电流就很重要，并且实际上是由7805稳压器驱动的。

因此，是的，在最坏的情况下，使用300 mAh电池，我应该只能将系统维持40小时的使用寿命。

有没有办法在更长的时间内给系统提供5 V电压而又没有更大的尺寸？

作为记录，下面是有关LM稳压器与降压转换器的非常好的视频：降压转换器与线性稳压器-实际比较

有什么可以解释这么短的电池寿命？可能是5v稳压器吗？

如前所述，7805的静态电流约为4mA。您需要找到电池的数据表（如果使用碱性电池，Eveready的电池数据表很好）。它可能不超过100mAh-100mAh / 4mA = 25小时，所以应该对您有所提示。

如何建立持久的电路？

7805是旧技术。那里有更好的新型线性稳压器。您应该能够轻松地找到静态电流低10倍的东西，并且挖掘的电流甚至要少得多。

要使用更少的功率，您可以使用专为低静态电流而设计的降压转换器-但我认为您还没有准备好在组件级将其设计到板上。有可能是一个模块在那里，会做的工作，但你需要货比三家吧。TI确实有一些降压转换器模块，但是您需要特别注意它们的功能，无论是最大电流输出还是静态电流。

要使用更少的功率，请尽一切可能使电路静止时的电流消耗最小。这将需要仔细使用微处理器的睡眠功能，并管理电路板的供电方式（例如，如果仅每30分钟打开一次电路板，则您可能要关闭无线电的电源和湿度读数）部分电路）。

测量所有操作模式下的电流消耗，并使用它来确定哪些模式总体上是最严重的违规者，然后如果可以的话，集中精力使这些模式下的电流最小。

所有这些部件的工作电压范围均为3至5V，因此请使用不需要稳压器的电池，16500锂离子电池或3xAAA电池组，其大小与9V大致相同，并产生该范围内的电压。（甚至是锂电池）

没有稳压器，微控制器可以关闭，电路只需要几微安。

7805稳压器的闲置电流约为4 mA，因此，根据电池的安培小时容量，可以算出持续消耗4 mA电流可以持续多长时间。

如果确定这是问题所在，则会发现许多稳压器的静态电流都大大降低。

一旦电池下降到约7伏，您就处于一个光滑的下降坡度，因为7805调节器需要几个伏的裕量才能正确调节，我估计（快速猜测）在约6.5伏时电路会发生故障。

根据我刚才提到的内容，我估计在电路中断之前，只有电池规定容量的50％可用。记住这一点。

我正在运行类似的传感器节点，效果更好。我的设置与您的设置有所不同：

• 我正在使用最初为小型无人机（非常便宜且配有匹配的USB充电器）出售的1S可充电锂电池（标称电压为3.7 V）直接运行µc（无稳压器）。µc可接受整个电压范围（4.3 V-3.5 V）。^1个
• 我通过一个端口引脚为外围设备（在您的情况下为传感器和变送器）供电，可以在测量之前将其打开，然后关闭。（我使用的是BME280而不是DHT11，但是功率消耗应该不是问题。）
• 传输完测量并关闭外围设备后，我将µc送入深度睡眠。²

^{1我成功地使用了ESP8266s，尽管我当然不建议这样做，因为他们记录的绝对最大Vcc为3.6 VI think。
2因为我的ESP8266从深度睡眠中醒来是重新启动，所以代码将在的顶部开始运行setup()，但是对于您的ATmega328，这不是问题。}

非常类似于“为什么我的太阳能/电池/逆变器系统的量程如此之小？” >因为逆变器一直在旋转。使用可直接使用电池的不同负载，并消除不必要的电压转换。

您完成了101的工程设计，将各个位拍打在一起，它们就起作用了。工程202使它们足够有效地工作以变得有用。

如上所述，倒置垃圾-我的意思是调节器。选择可以连续运行的电池，例如三节1.5V电池@ 4.5伏。（两个都不足够，因为它们过早降到3V以下；或者也许；尝试一下！）

还要考虑更大的电池-9V的容量很小，尤其是当丢掉2/3的容量时！（电子设备需要3V电压，您需要9V电压，其余的则作为热量扔掉）。大块头-如果您想长寿，D细胞是您的朋友。

鹿相机通常有两个完整的库 d细胞，可以使用一个或两个，并且可以运行了整整一个赛季。

同样，ATMega的睡眠电流消耗也非常可观，但是STX882和传感器则没有那么多。看看是否可以找到一种方法，使ATMega在不需要时物理上切断其他设备的电源。最便宜，最笨拙的方法是使用一个小型继电器，但是功率晶体管也可以解决这个问题。

最后一招。取决于系统上电的占空比，这可能不值得做，但是值得一提。近年来，CPU从5V上升到3.3V。为什么？因为它们以电流运行；超过最小值的电压不会帮助操作，只会散发更多的热量。随着CPU的功能越来越强大，散热问题成为了限制因素，因此，将电压降至最低可以使冷却器运行并在同一散热器上获得更高的性能。电子产品也是如此。

您的目标是在5V（允许电压范围的高端）上运行。我的3xAA建议将您的电压设置为4.5V，但请考虑选择其他更低的电池：例如锂电池或三节NiCd / NiMH（3.6V）。NiMH的容量更大，但NiCD确实具有惊人的抵抗滥用和深度放电的能力。

改用升压转换器

这就是我做类似项目的方式。我使用3xAA，这给我提供了2.5V-4.8V的电压，这在atmega的工作范围内，我将其连接到带有禁用引脚的升压转换器，禁用时，转换器几乎不消耗任何电量并通过电压。当atmega唤醒并需要进行测量时，它将打开转换器，在VCC上找到5V，进行测量并发送，禁用转换器，然后回到睡眠状态。它持续数年。

根据您的数字，您将在传感器，微控制器和调节器（8ma）之间获得预期的行为。如果要更好，请使控制器休眠，关闭传感器，然后使用更合适的调节器。

1. 测量空闲和活动状态下实际消耗的电流是多少。在电池和7805输入之间使用电流表。典型的新型9V电池的电量超过300 mAh，仅7805静态电流并不能真正消耗掉所有电量-有点腥！我测量了很多9V电池，它们通常为500-600 mAh。需要注意的是它们都是碱性的，如果您有兴趣获得最长的使用寿命，那么您当然需要使用碱性电池。

2. 是否有真正的理由在您的应用中使用9V一次性电池？您是否考虑过3×或4×AA之类的东西？

从delay和loop函数看来，您正在使用Arduino代码。该delay功能是一个活动循环，不会使微控制器进入睡眠状态！Arduino API不支持睡眠模式。

阅读ATmega328P 数据表，并参见第34页了解如何使设备进入睡眠模式。

重要提示：如果两次 使用之间可以关闭DHT11湿度传感器的电源，则可以将电池寿命延长3或4倍。

在睡眠模式下，DHT11的静态电流为100-150 uA。您必须设计到最坏的情况。
上电时，需要1秒钟的时间来“清醒头脑”（第4页的注4）
，然后有接口设置时间（可能是10毫秒）。
从数据表中看不出响应时间是否受断电影响，但可能不受影响。

根据激活之间的时间间隔，DHT11的掉电可以将系统静态电流从大约200 uA降低到大约50 uA。
很值得一看。

LM2936稳压器：

如果满足您的要求，您提到的LM2936就是一个出色的稳压器。低压差，低静态电流，可用的输出电压范围。

我很早以前就在需要低Iq的产品中使用它们，对此感到非常满意。嗯-大约是1993年-25岁以上-老歌但是好东西。

Iout max标称值为50 mA-满足您列出的需求。
当负载为100 uA时，Iq为10 uA；而在更低的负载下，Iq较小。
Vin是5.5-40V，实际上可能比Vout更近。您可以获得5V和3V3版本。

您的睡眠模式负载电流很容易低于200 uA。
在200 uA时，每100 mAh电池可获得100 / .2 = 500小时的睡眠操作。
每100 mAh大约需要20天。
假设保守的一面用9V 300-500 mAH碱性电池60天或两个月。使用6 x 1.5V碱性AA电池（约3000 mAh），您将接近2年。

在3 x AA碱性电池中直接运行可从5V初始电压（最高1.65V /电池）和3.3V（1.1V /电池）（几乎没电）提供Vin。因此，大约6 AA碱性电池具有恒定的电压输出。如果您可以承受3.3-5V输入电压，则只需使用3 x碱性电池即可。AA可以使用将近2年。AAA更少。