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20/01/2011 #1


4.5V a 3V ¿Conversor booster?
Hola.
Trataré de ser breve: Quiero armar un dispositivo usando módulos XBee que consumen 3V. Algo atractivo de ello es que puedo usar baterias alcalinas que son más económicas que las recargables.

Leyendo (http://www.zigbe.net/?p=313) es evidente que poniendo dos pilas de 1.5V pronto dejará de ser útil. Ya había pensado en usar tres pilas y poner algún regulador del tipo 78xx, pero aparte se dice (ahí mismo) que es un despilfarro, que se recomienda un "CONVERSOR BOOSTER". Buscando por muchos lugares, aun no se que rayos sea un conversor booster ni donde comprarlo.

Espero que me den sus comentarios, como extra el punto es minimizar el tamaño del dispositivo y seguir usando las pilas alcalinas.

Si alguien sabe donde conseguir el conversor y que me recomiendan (si usarlo o no, u otras alternativas).

Gracias por la atención.
Saludos.
20/01/2011 #2

Avatar de ecotronico

Ya había pensado en usar tres pilas
Mejor es que uses 3 pilas recargables de 1,2V cada una, tendrás un alimentación de 3,6V y te ahorras el convertidor o regulador.

que se recomienda un "CONVERSOR BOOSTER"
¿quién te lo ha recomendado? Pues que yo sepa no existe ese convertidor.
El que te puede servir es un convertidor continua continua tipo buck, que es reductor.
20/01/2011 #3
Moderador

Avatar de elaficionado

Hola.

Mira esto: http://www.a-power.com.tw/pdf/Datasheet/APE1501Y5.pdf

en especial --- Application circuit

Chao.
elaficionado.
20/01/2011 #4

Avatar de Black Tiger1954

Cual pensás usar, el XBee o el XBee Pro?
20/01/2011 #5


metalmetropolis dijo: Ver Mensaje
Mejor es que uses 3 pilas recargables de 1,2V cada una, tendrás un alimentación de 3,6V y te ahorras el convertidor o regulador.

¿quién te lo ha recomendado? Pues que yo sepa no existe ese convertidor.
El que te puede servir es un convertidor continua continua tipo buck, que es reductor.
Gracias, ya busqué la info del buck y me parece una opción viable (supongo que el autor del articulo quiso hacer referencia a ese).

Las pilas recargables quise descartarlas por el precio, además la idea es que los dispositivos estén en modo sleep por semanas, por ello pensé en las alcalinas.

elaficionado parece la opción ya que es un buck, lo buscaré espero encontrarlo en venta.

Black Tiger1954 usaré el XBee, no el XBee PRO.

Gracias por su interés.
20/01/2011 #6

Avatar de ecotronico

elaficionado: Interesante ese integrado, sobre todo por la frecuencia de trabajo de 1,5MHz.

Pero volviendo al tema, lo que no entiendo es ¿por qué razón la alimentacion tiene que ser 3,0Vcc y no un poco más?
¿Es muy sensible el Zig Bee a una alimenatción mayor o menor?
20/01/2011 #7


metalmetropolis dijo: Ver Mensaje
¿Es muy sensible el Zig Bee a una alimenatción mayor o menor?
No, siento no haberlo puesto, acepta una alimentación de 2.8 a 3.4V.

Pero como pensaba usar un 78xx, lo dejé a 3V (aunque ciertamente no sé si estos sólo manejan valores enteros).
20/01/2011 #8

Avatar de Black Tiger1954

JMiguel, te recomiendo que entres en http://www.national.com/analog
A la derecha de la pantalla está el WEBENCH® Designer.
Ahí poné los parámetros de la fuente, para 2 pilas alcalinas serían Vin Min 2 V, Max 3 V Vout 3 V Iout 0.045 A
Te calcula toda la fuente y con un buen rendimiento.
20/01/2011 #9


Black Tiger1954: Muy interesante de hecho.

Gracias.
20/01/2011 #10

Avatar de ecotronico

acepta una alimentación de 2.8 a 3.4V.
Ahora entiendo el problema de alimentación.
Más simple ponle un par de diodos en serie y alimentas tu zig bee. Explico:
Consigue 3 diodos 1N4148 o similar, los conectas en serie y vas midiendo la tensión que cae en cada uno de ellos. Esto hazlo con una carga, una resistencia no mayor a 1kOhm puede ser.

Debería caer una tensión cercana a 0,6V en cada uno de ellos, lo que te permitirá reducir a los 3V que deseas.

Luego acoplas el (o los) diodo que más se ajusta a la tensión que necesitas.

Esta solución también te permite proteger el integrado en caso de poner la pila al revés (por accidente).
20/01/2011 #11


Hola,

en el artículo me refería a un bost converter (quizás empleé la palabra regulador de forma inadecuada.

La reflexión del artículo es la siguiente:

Las baterías van reduciendo el voltaje que entregan en función de la descarga, eso se representa con la curva de descarga. Si tengo que alimentar algo a 3V y utilizo dos pilas de 1,5V enseguida dejará de funcionar, porque aunque le quede energía a la batería su tensión estará por debajo.

Si utilizo tres pilas tendré 4,5V, lo que me obliga a utilizar un regulador, además de las pérdidas en el propio regulador este consume incluso cuando el Xbee está en modo sleep (recuerdo aqui la la duración de la batería se consigue poniendo el Xbee en modo sleep) con lo que la vida de las mismas se reducirá mucho.

La solución es un conversor Bost-buck, eso nos permite regular la tensión cuando es mayor que los 3V con un rendimiento alto (80%) y elevar la tensión de la batería cuando está por debajo del valor, de forma que el aprovechamiento sea el máximo.

El rango de tensiones de entrada de las Xbee (no PRO) es de 2,1V a 3,6V,internamente funcionan a 1,8V e incorporan su propio regulador. la reflexión del artículo es que si al 80% de descarga la batería da más de 2,1V (con una alcalina es así) no tiene ningún sentido poner conversores ni reguladores con rendimientos inferiores al 80%. Alimentando la radio con dos pilas sin regulador tenemos una tensión siempre inferior al máximo y aprovechamos el 80% de la energía.

Hay baterías que tienen una curva de descarga casi plana, más aún en consumos tan bajos. eliminando el regulador cuando estamos en modo sleep el consumo es inferor a un microAmperio, el consumo en el regulador o en el convertidor es nulo (porque no existe)

Empíricamente yo estoy haciendo pruebas con baterías recargables de NiMH de 1,2V que tenía para tirar por que ya no funcionaban en los dispositivos corrientes, hace varios meses que tengo unos sensores funcionando con ellas y no las he recargado y están enviando lecturas cada 30 segundos.

De todas formas si te interesa el tema del conversot yo utilizo (o pretendo utilizar) el LC6920DC de ST, entrega una tensión fija regulable en un valor fijo de 1,8 a 5,5 V, funciona con una tensión de entrada de 0,8V a 5,5V, solo necesita 4 componentes externos y cuesta unos céntimos. la eficiencia está en condiciones normales entre un 80% y un 90% y baja un poco con consumos bajos. Tiene además protección contra polaridad inversa, es decir, podrías hacer funcionar tu Xbee con una sola pila o con tres sin ningún problema.

http://www.zigbe.net/

PD: el blog de www.zigbe.net pretende ser un espacio abierto en el que cualquiera que "invente" cosas con Zigbee pueda compartirlas, no hemos empezado hace mucho, por lo que la participación es escasa. Si teneis alguna idea interesante os animo a copartirla.
20/01/2011 #12

Avatar de Black Tiger1954

Una duda, el Xbee tiene accesible una señal que indique que está en modo dormido (sleep)?
Si fuera así, se podría implementar algo mejor creo.
21/01/2011 #13


Black Tiger,

el Xbee tiene dos señales en dos de sus patillas, una está en nivel alto cuando la radio está dormida y la otra en nivel bajo.

Es posible que existan reguladores o conversores que permitan ponerse en modo Sleep, pero si piensas en cortar la alimentación en función del estado de ese pin no te funcionará, el Xbee necesita estar alimentado aunque esté en modo sleep.

http://www.zigbe.net/
21/01/2011 #14

Avatar de Black Tiger1954

Lo que se me había ocurrido era hacer una fuente flotante p.ej. con una CR2032 para cuando está en sleep y la otra fuente cuando transmite o recibe o está activo.
21/01/2011 #15


En la modalidad que propones yo creo que no obtienes ninguna ventaja con respecto a la propuesta de dos baterías sin regulador ni conversor, tendrías un consumo fijo en la fuente flotante, más coste, etc.

Quizás tendría sentido si la fuente flotante la pudieras tener con energy harvesting, por ejemplo cargando un supercap con la luz ambiente.

http://www.zigbe.net/
21/01/2011 #16

Avatar de Black Tiger1954

La fuente flotante es solamente un 2 diodos y una pila de 3 volts el costo total no supera 1 u$
La ventaja de lo que digo es que el convertidor solo va a funcionar cuando hay consumo, y bien hecho se puede obtener un rendimiento aproximado del 87% por ejemplo con el LM2622 aún con una entrada de 2 volts. Con esto va a tener la potencia de transmisión constante durante casi toda la vida de las pilas y el convertidor va a trabajar en su punto óptimo cada vez que lo haga.
Todos los componentes del convertidor, cuestan algo así como 3.50 u$. comprando en cantidad, y por pocas unidades, no debe sobrepasar los 8 u$.
21/01/2011 #17


Haz un cálculo,

la radio en modo sleep consume menos de 1 uA, lo que significa que con dos pilas AAA de 1,5V podrías mantenerla en Sleep aproximadamente 114 años si núnca se llegara a encender o 91 años si las pilas llegaran a 2,1V al 80% de su vida.

Un sensor Zigbee bien diseñado puede llegar a tener una duración de las pilas de cuatro años, ganarías un mes, quizás sería mejor aumentar un poco el periodo en el que está dormido para tener la misma duración de las baterías con un circuito más sencillo.

Me parece una solución brillante si la aplicas con un Xbee pro, que deja de funcionar a los 2,8V y consume mucho más emitiendo, pero creo que no aporta mucho con un Xbee (no pro).

Ten en cuenta que el punto óptimo de transmisión del Xbee está internamente en 1,8V y externamente en 2,1V, si lo alimentas dentro de especificaciones no obtienes beneficio sea a más o a menos tensión.

http://www.zigbe.net
21/01/2011 #18

Avatar de Black Tiger1954

zigbe31416 yo solo me refiero a la consulta del iniciador del tema, y en base a su propuesta, la mía.
El tema del hilo es obtener 3 volts, por lo que supuse que el requerimiento partía de esa premisa.
Es probable que haya mejores soluciones, pero como el tema era mantener una tensión de salida aunque bajara la de entrada, de ahí mi propuesta. Pero como el autor del tema inicial aún no manifestó su necesidad real, creo que sería mejor esperar a que quizás aclare el porqué no?
30/06/2011 #19


Hola señores, este foro esta muy interesante, yo nesecito comunicar dos Xbee pro y uno de ellos debe ir con bateria, estaba pensando ponerle una pila cuadrada de 9V o una alkalina GP 23AE de 12V para despues colocarle un regulador buck, pero nose. supongo que lo ideal es una de litio recargable pero en este momento no cuento con una. Tonces que me recomiendan, supongo que ya saben que el Xbee pro consume 270mA transmitiendo y 80 mA recibiendo. Debo poner entonces una de litio con regulador buck (LM3671) para pasar de 3.7V a 3V y encender el sleep mode del Xbee? con esto aseguro que nose me descargue la bateria almenos en una semana?.
01/07/2011 #20


José,

en función de la aplicación, si transmite constantemente con una batería de 1000mA tienes una autonomía de 4 horas, lo mejor es que mientras no tenga que transmitir duerma. Si por ejemplo el nodo es un sensor de temperatura y necesitas una lectura cada 10 segundos la solución es emitir durante unos pocos milisegundos y dormir el resto del tiempo.

Si pones una batería de Litio la mejor solución es poner un diodo en serie, en el diodo tendrás una caida de 0,6V con lo que la tensión que llegará a la radio será de 3.1V (dentro de la especificación). Cuando la radio esté dormida las pérdiads en el diodo serán inapreciables.

http://www.zigbe.net/
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