proje için supercap seçimi.

[czorgormez]

enerjisi kesildiği anda 5-10 saniye daha hayatta kalmasını istediğimiz bir cihaz var. bu arada son durumunu eeproma kaydedecek ve bir adet lorawan mesaj paketi atacak. sistem 3.3 volt ile besleniyor ama malzemelerin hepsi 2.2 volta kadar da çalışabiliyor.

1.5-5 Farad arası super kapasitörün yeterli geleceğini hesapladım ama sorun şurada başlıyor bu kapasitörler genelde 2.7 volt, 3.6 ve 5 volt olanlarda kapasite ciddi oranda küçülüyor ya da fiyat artıyor. fakat bir ürün buldum 70 farad ve 3.8 volt verilmiş. datasheet incelediğimde maksimum voltaj 4.2 ve minimum 2.5 volt verilmiş. bu değerler superkapasitörden çok lityum pili anımsatıyor. mantıken bir kapasitörün minimum voltajı olmaması lazım ? ama pil desem pil de değil bu çünkü 250.000 şarj deşarj döngüsü verilmiş. ilginç şekilde sanki bir pil gibi bir bacağı kılıflanmış şekilde geldi, yani üretici kesinlikle kısa devre etmemesini istiyor.

HBA-3R8-J706F-TYJ1025

CAP.SUPER 70F 3.8V 5MM 10.00X25.00 5MM KLS

www.ozdisan.com

https://cdn.ozdisan.com/ETicaret_Dosya/744970_144798.pdf

 

[mechanic]

Membran su arıtmada kullanılanlar gibi sıvıyı geçiriyorsa iyonların geçmesine engel olmak için belirli bir voltaj seviyesinde olması isteniyor galiba.

 

[taydin]

Datasheet verileri büyük ölçüde bunun bir lityum pil olduğunu çağrıştırıyor. Bir süper kapasitörün cutoff voltajı olmaz. Sabit akım ile şarj edin diyor, maksimum deşarj akımları vermiş. Bunun dışında ESR de çok yüksek.

 

[clc]

Tarif ettiğiniz şey lityum hybrid super cap. Tam detayları hatırlamıyorum ama anot/katottan biri supercap biri lityum bazlı pillerden gibi bir hybrid yapı. Bu arada mesela supercapler gibi çılgın akımları da pek sağlayamıyorlar. Aslında tarif ettiğinize benzer işler için çözüm olarak öneriliyor, cycle sayısı yüksek, volumetrik olarak bakınca fena enerji depolamıyor, self discharge ı o kadar kötü değil, voltajı bu işlere uygun vs

 

[czorgormez]

Hibrit pil olmasında benim için sorun yok ama supercap kullanmakta amacım şunlardı.

- ürün kargo ile yurtdışına giderken içinde pil olmasın (gümrükte ekstra sorun, evrak vs)
- 2-3 yıl içinde pili bozuldu, aktı derdi olmasın
- li-ion pil şarj ve deşarj cutoff derdi ile uğraşmayayım.

bu hybrid kapasitörü anladığım kadarıyla bir lityum pil gibi kontrollü şarj-deşarj etmek gerekiyor. bu durumda pil kontrol devresi koymadan mümkün değil.

şimdi bir konuyu daha hatırladım ER tipi (Li-SOCl₂) pil kullanırken bunların D tipi kılıfta 14.000 mA gibi dev bir kapasiteleri var fakat anlık yüksek akım veremiyorlardı. GSM modem kullanan kartlarda anlık 2-3A peak akımlar olabiliyor. orada bu pillere paralel LTO kapasitör bağlanıyordu. bu ürünün amacının (Li-SOCl₂) pile destek olduğunu düşünüyorum. (Li-SOCl₂) pillerin çalışma gerilimi 3.6-3.8 volt arası. bu kapasitör rahatlıkla paralel bağlanabilir ve anlık yüksek akım ihtiyacını karşılayabilir.

 

[Diyot]

Şarj büyük kapasiteli kondansatörde problem değil mi? Boşken enerji geldiğinde neredeyse kısa devre gibi davranacak güç kaynağı çıkışı.

 

[birisim]

Enerji ne kadar sıklıkla kesilebilir? Kesilince ne kadar enerji tüketilir? Bu tüketimi (ani ve toplam) standart Li pilleri destekliyor mu?
Li uzun selfdischarge pilleri var. Pille beraber gönderilmesi gerekmiyor - pil yuvası eklenirse pili müşteri de takabilir.
düşük gerilimli supercap seçilirse - aletin güç şemasına kullanmak üzere eklenmiş (eğer mümkünse) boost supercap fiyatını düşük tutar.

 

[czorgormez]

Şarj büyük kapasiteli kondansatörde problem değil mi? Boşken enerji geldiğinde neredeyse kısa devre gibi davranacak güç kaynağı çıkışı.

100 ohm direnç üzerinden şarj ediliyor ve bir shottky diyot üzerinden sistemi besliyor.

Enerji ne kadar sıklıkla kesilebilir? Kesilince ne kadar enerji tüketilir? Bu tüketimi (ani ve toplam) standart Li pilleri destekliyor mu?
Li uzun selfdischarge pilleri var. Pille beraber gönderilmesi gerekmiyor - pil yuvası eklenirse pili müşteri de takabilir.
düşük gerilimli supercap seçilirse - aletin güç şemasına kullanmak üzere eklenmiş (eğer mümkünse) boost supercap fiyatını düşük tutar.

bu şantiyede kamyonda çalışıyor. öğle molası, vardiya değişimi vs. günde defalarca kontak kapa-aç yapabilir. ama arıza yoksa 1 saatten fazla yatmaz. müşteri pili takamaz, müşteri sahra çölünün ortasındaki bir şantiyede oto elektrikçi.

 

[birisim]

100 ohm direnç üzerinden şarj ediliyor

2 saatten fazla alır 80-90% şarj seviyesine ulaşması için.
işlemciden frekans - mosfet induktans ile ucuz boost yapılır supercap fiyatının düşürülmesi için.

 

[czorgormez]

2 saatten fazla alır 80-90% şarj seviyesine ulaşması için.
işlemciden frekans - mosfet induktans ile ucuz boost yapılır supercap fiyatının düşürülmesi için.

test ettim 5 Farad kapasitör 100mA akım sınırlama ile 3 dakikada sıfırdan 3 volta şarj oluyor. 100 ohm dirençten kabaca 30mA akacak ve 9 dakikada şarj olacak. 70 farad için mi 2 saate yakın diyorsun ?

 

[birisim]

test ettim 5 Farad kapasitör 100mA akım sınırlama ile 3 dakikada sıfırdan 3 volta şarj oluyor. 100 ohm dirençten kabaca 30mA akacak ve 9 dakikada şarj olacak. 70 farad için mi 2 saate yakın diyorsun ?

100 Om * 70F = 7000 saniye
7000/60 = 116 dakika ~ 63% seviyeye ulaşması için.

 

[Mikro Step]

test ettim 5 Farad kapasitör 100mA akım sınırlama ile 3 dakikada sıfırdan 3 volta şarj oluyor. 100 ohm dirençten kabaca 30mA akacak ve 9 dakikada şarj olacak. 70 farad için mi 2 saate yakın diyorsun ?

[math] V= \frac{1}{C}i*T[/math]
[math] 3= \frac{1}{70}0.1*T[/math]
[math] T= \frac{70*3}{0.1}=2100 Sn[/math]
T=35 dk

5V ve 100 Ohm ile sarj etsek.

[math]3=5(1-e^{\frac{-T}{100*70}})[/math]
[math]1-\frac{3}{5}=e^{\frac{-T}{100*70}})[/math]
[math]ln(1-\frac{3}{5})=-\frac{T}{100*70}[/math]
T=6414sn = 107 dk

 

[birisim]

RC time constant - Wikipedia

en.wikipedia.org

 

[czorgormez]

70 faradı kullanmayı düşünmüyorum aslında. 5 Farad rahatlıkla işimi görecek gibi. sistemin ihtiyacı olan 20mA + haberleşme için kısa süreli 80mA akımı 3 voltdan 2.5 volta kadar 30 saniye kadar sağlaması yeterli. bu 30 saniye içinde en fazla 2 defa haberleşecek. (80mA x 1 saniye)

 

[birisim]

dV* C/T = (3-2.5)*5/30 ~ 83mA 30 saniye için.

 

[czorgormez]

Superkapasitörlerle ilgili yapay zeka hesapları ile tutmayan ve hiçbir yerde dökümante edilmemiş bir şey fark ettim.

genellikle 2.7 Volt süper kapasitörler çok yaygın ama 3V, 3.6V ve 5.5V gibi türevleri de mevcut. benim elimdeki 3 Volt süper kapasitörü tam olarak 3 volta şarj ettiğimde hızlı bir şekilde self deşarja başlıyordu. hızlı dediysem üzerinde 10 meg ölçü aleti bağlıyken 1mv saniye civarı. ben enerji kesildiği anda 5-10 saniye içinde işlerimi yapacağım için bu detaya pek bakmamıştım.

şimd daha farklı bir deşarj testi yaptım ve şunu fark ettim. 3 Volttan 2.7 volta kadar çok hızlı biçimde 1mv/Sn ile deşarj oluyor ancak voltaj 2.7 Volta geldiğinde bu self deşarj neredeyse tamamen duruyor. örneğin üzerinde 10 meg ölçü aleti bağlı kapasitör 12 saatte 2.69 voltdan 2.62 volta düşmüş.

yani kapasitör 3voltda şart tutamıyor ama bozulmuyor da, asıl kapasitesini sağlamaya başladığı eşik noktası 2.7 volt.

yalnız 5.5 volt olarak satılan süperkapasitörlerin içinde iki adet seri bağlı 2.7 volt olduğunu düşünüyorum. çünkü 5.5 volta geçince boyutlar eşdeğer 2.7 volt kapasitöre kıyasla 2 değil 4 katına katına çıkıyor.

 

[birisim]

yalnız 5.5 volt olarak satılan süperkapasitörlerin içinde iki adet seri bağlı 2.7 volt olduğunu düşünüyorum. çünkü 5.5 volta geçince boyutlar eşdeğer 2.7 volt kapasitöre kıyasla 2 değil 4 katına katına çıkıyor.

2 tane seri bağlanmış supercaplara birer tane paralel 2.7V (veya daha az) zener bağlanırsa kapasitör değerleri farklı olursa bile şarj sırasında gerilimer +- dengelenir. ~2.7V geçmemesi için yeterli olur fikrimce.
Zener üzerinden akımın deşarj sırasında çok da büyük etkisi olmaması gerekiyor.
Tabii deşarj sırasında kapasitör değerlerin eşit olmadığından kaynaklanan gerilim dengesizliği hep olacak.

 

[czorgormez]

2 tane seri bağlanmış supercaplara birer tane paralel 2.7V (veya daha az) zener bağlanırsa kapasitör değerleri farklı olursa bile şarj sırasında gerilimer +- dengelenir. ~2.7V geçmemesi için yeterli olur fikrimce.
Zener üzerinden akımın deşarj sırasında çok da büyük etkisi olmaması gerekiyor.
Tabii deşarj sırasında kapasitör değerlerin eşit olmadığından kaynaklanan gerilim dengesizliği hep olacak.

zener bile olsa ufak bir kaçak akımı olacaktır ve kapasitörü deşarj eder. hatta zenerler arasındaki voltaj farkı nedeniyle kapasitörler arası voltaj eşitsizliği artacaktır buna hiç gerek yok.

bu kapasitörlerin 250.000-300.000 gibi şarj deşarj döngüleri var. kimyasal piller gibi voltaj farklarından etkilenmiyorlar. hazır satılan 5.5 voltlardan kullanacağım. belki de içinde 2 seri kapasitör yok buna da emin değilim. gelince bir tanesi açar bakarım.

 

[birisim]

zener bile olsa ufak bir kaçak akımı olacaktır ve kapasitörü deşarj eder. hatta zenerler arasındaki voltaj farkı nedeniyle kapasitörler arası voltaj eşitsizliği artacaktır buna hiç gerek yok.

şarj akımı zenerin kaçak akımından yeterince fazlaysa sorun olmamalı.

 

[czorgormez]

şarj akımı zenerin kaçak akımından yeterince fazlaysa sorun olmamalı.

Zenere neden ihtiyaç duyuyoruz onu anlamadım. elimdeki kapasitör blogundan bir orta uç çıkmıyor. 2.7x2 = 5.4 volt gibi bir güvenli voltaj aralığı var ben zaten bu sistemi 3.3 volt ile şarj edeceğim. yani ne olursa olsun kapasitörler için risk içeren bir durum oluşmuyor. daha yüksek 5 volta yakın şarj etseydim bile kapasitör başına 0.2 voltluk bir tolerans kalırdı.