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在 5 月份的时候,分享了一个基于沁恒 CH32V003 + 电子墨水屏的一个超低功耗时间 Tag 项目(见 电流15uA续航一年?CH32V003低功耗应用尝试 ),想借此学习了一下低功耗嵌入式开发,到上周,这个测试设备的终于支撑不住,已经差不多耗尽了电池。
回顾一直技术方案
之前的文章已经介绍了大概的技术方案,使用 CH32V003 作为主控 MCU,电子墨水屏作为显示设备,PCF8563 作为 RTC 时钟保存时间,CH32V003 使用待机模式,每 10 分钟唤醒一次,从 RTC 读取时间并刷新电子墨水屏,然后通过 PMOS 将电子墨水屏的供电断开。
在实际测试过程中,不刷新电子墨水屏且 CH32V003 处于待机状态时,电流大概是 17uA,在 CH32V003 唤醒且刷新屏幕时,电流大概是 15mA。回去看了下之前的文章,发现把刷新屏幕的电流算小了,原先用的 5mA,这次刷新期间使用 15mA 来计算。
综合刷新屏幕所使用的时间和次数,估算整体电流消耗大概是 142uA。
配合一个 450mAh 的电池,理论续航时间是 450 / .142 / 24 =132 天。
RTC 先重置了?
到上周 9 月 4 号,发现设备显示计算的已过去时间变成了 531 天,这应该是 RTC 先掉电重置了,然后导致 MCU 中计算错误。
这个时候测量电池电压为 3.368V,经过二极管之后电压为 2.958V,查阅 PCF8563 的数据手册之后发现它的工作电压为 1.8V~5.5V,按理说应该不至于会重置,不是很明白什么原因导致了。
最终实际续航
稍微充个电再把时间校准一下,最终这个基于 CH32V003 + 电子墨水屏的时间标签续航时间是 107 天,和新计算的续航时间 132 天倒也没有相关太远,毕竟电池也没有放电到完全没有电。
按一般锂电池放电曲线来计算,放电到 3.368V 应该也有 90% 了,再加上一开始有没有充满,以及剩余电量,可能也差不多。
后面再去买个 Nordic Power Profile Kit II 详细测试一下看看。
电压变化趋势
这三个月时不时的测一下电池电压,记录成了一个表格。
最终将所有数据拟合成曲线,整体还是符合锂电池放电曲线的,按理说最开始应该是满电电压 4.2V,估计实际没有充满就开始测试了。
小结
目前看来这次尝试整体还是符合预期的,如果想要再延长续航时间,可以从唤醒次数着手,从测试来看一次唤醒 + 刷新屏幕耗电实在太大了,如果降低刷新频率 + 夜间不刷新 + 按键手动唤醒刷新,理论上应该是可以做到一年续航的。
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