Какие батарейки лучше: срок службы и экономия. Расчёт времени резерва питания нагрузки от ИБП Как рассчитать продолжительность работы аккумулятора

Любая аккумуляторная батарея – попросту аккумулятор, имеет свой срок службы, к сожалению, нет ничего вечного! Однако обычные кислотные АКБ, могут иметь достаточно большой «разбег» в сроках эксплуатации (иногда в два раза) — но с чем же это связано? Почему одни батареи могут работать чуть ли не 10 лет, а другие и до 3 лет еле дотягивают. Оказывается разница есть, и причем это конкретно влияет на срок работы нашего АКБ …

В начале статьи хочу отметить, что сегодня будем разбирать обычные кислотные АКБ, все же и AGM батареи это немного другое.

На срок службы аккумулятора влияет много различных факторов. Особенно внешних, давайте перечислим по пунктам:

• Температурный режим
• Исполнение батареи
• Исправность системы зарядки автомобиля
• Утечки тока
• Городская езда
• Крепление аккумулятора

Это основные пункты, которые могут продлить жизнь вашей батареи, причем намного! Однако для начала я хочу рассказать про качество производимых на данный момент времени АКБ.

Качество и сроки эксплуатации

В самом начале хочется сказать про качество современных аккумуляторов, сейчас не буду лезть в дебри с брендами. Просто хочу отметить:

• Сейчас есть действительно достойные батареи, которые ходят по 5 – 7 лет , а возможно и больше. Отличить их достаточно просто, во-первых это известный бренд, во-вторых это гарантия в 2 – 4 года. Как правило, они сделаны по необслуживаемой технологии, чтобы туда не «лезли руки» пытливых владельцев.
• Есть и не очень хорошие аккумуляторы, у них срок службы ограничен в лучшем случае – тремя годами ! А вот дают они на свою продукцию всего – 6 – 12 месяцев гарантийного обслуживания.

Различия плохого и хорошего производителя заключается в самих технологиях производства батарей, где-то читал что серьезные компании, не жалеют свинца для пластин, а также используют кальций и даже серебро, чтобы уменьшить процессы электролиза — поэтому они ясное дело ходят достаточно долго! А вот те, кто экономит, то и батареи будут работать очень мало, ведь свинца в пластинах малое количество и уже через 2 – 3 года он начинает осыпаться. Так что в (советую прочитать статью), нужно смотреть первое дело на гарантию и технологию, уже все сможете понять.

Ну а теперь я постараюсь быстро пробежаться по основным пунктам, которые указал сверху.

Температурный режим

Нужно отметить, что многие автомобилисты думают, что на срок службы влияет зимний период, то есть батарея « » теряет заряд и выходит из строя. Отчасти это так – основная проблема, это холодная батарея, даже после запуска она не берет нормально заряд, пока ее температура не повысится до плюсовой отметки. Поэтому короткие поездки действительно могут пагубно влиять на АКБ, но как правило все мы и поступаем (как я считаю правильно), и поэтому заряд нормально накапливается.

А вот летний режим, с его экстремально высокими температурами, а под капотом могут быть все + 60, + 70 градусов Цельсия. Компрометирует , летом вам не нужно много энергии для того чтобы пустить двигатель, но вот зимой требуется минимум на 30% больше! А так как летом емкость просела, то возможно, что двигатель вы уже не запустите!

Исполнение батареи

Про это я писал в статье — . Собственно если вы берете обслуживаемый вариант, то будьте готовы ухаживать за ним! Добавлять дистиллированную воду, проверять плотность электролита и т.д.! Если «прохлопаете» момент, то АКБ может и год не проходить! В этом отношении срок службы необслуживаемого аккумулятора намного больше, все же стоит купить именно его.

Исправность системы зарядки автомобиля

Здесь хочется выделить два основных аспекта:

• Генератор – он прямо влияет на эксплуатацию АКБ. Если он работает в своем штатном режиме, то срок — номинальный. Но вот если он начинает глючить, не давать или недодавать заряд, то батарея начинает больше разряжаться. Это чревато глубокими разрядами и сульфатацией пластин, пару тройку глубоких разрядов и выкидываете свой АКБ.

• Реле регулятора – это маленькая, но очень важная микросхема, она уберегает аккумулятор от перезаряда. Ведь генератор не знает меры! Для того чтобы перезаряд не проходил и нужен это маленький элемент, он также продлевает жизнь АКБ ().

Если все системы работают нормально, вы можете рассчитывать на номинальный срок батареи, то есть, скажем не меньше 5 – 7 лет! А вот если что-то работает не так, это критично снижает срок эксплуатации.

Утечки тока

Стороннее оборудование, например магнитолы или сигнализации, если их подключить не правильно, могут сажать вашу аккумуляторную батарею, вроде бы не большой ток утечки, но пару – тройку дней, да и даже неделю и все — глубокий разряд! Поэтому если вы замечаете что после ночной стоянки, стартер крутится не так резво, стоит . Затем в обязательном порядке его устраняем, иначе уже через несколько месяцев будете покупать новую АКБ.

Городская езда

Также стоит отметить, что в городах батареи живут меньше! НО почему? ДА все просто – в городе очень много коротких поездок, вы запустили авто, АКБ отдал энергию на пуск, а вы проехали всего несколько километров и уже через 10 минут встали на длительную стоянку! Таким образом, получился — небольшой «недозаряд»! Затем опять запустили и по новой остановились. Такие недозаряды разряжают батарею, и напряжение может упасть до критического. Например, зимой вы не сможете запустить машину — разрядите свой АКБ в ноль, а это глубокий разряд и сульфатация.

Поэтому чтобы продлить срок эксплуатации, стоит хотя бы раз в пару недель проезжать на машине больше 30 – 40 минут! Хотя если вы стоите в пробках длительное время с запущенным мотором, то этого вполне достаточно – ведь генератор крутиться .

Крепление аккумулятора

Многие могут посчитать это не важным пунктом и будут не правы! Потому как крепление как я считаю, один из важнейших пунктов – батарея при крутых поворотах и других маневрах может вылетать из своего места. И если она не закреплена, тогда может замкнуть клемма о кузов (скажем плюсовая на «массу»). Либо клемма вообще может сломаться, либо сломать место крепления в пластиковом корпусе, что тоже ничего хорошего не несет! Такой аккумулятор уже не проработает долго.

Запомните, батарея должна быть хорошо закреплена (сидеть в своем гнезде), желательно специальными скобами, либо другими зажимами.

• Не эксплуатируйте разряженный или «подсаженный» АКБ.
• Зимой старайтесь подзаряжать свою батарею, после прогрева двигателя дайте поработать 5 – 10 минут с отключенными электрическими приборами, например после поездки.
• Если у вас механика, облегчайте пуск двигателя нажатием на педаль сцепления.
• Не крутите стартер долго! Ибо он просто нереально много расходует энергии. Максимум 4 – 5 секунд, за один пуск! Если машина не запускается с 4 раза, не стоит ее дальше насиловать.
• В зимний период времени. Перед пуском желательно зажигать фары, это запустит химическую реакцию в аккумуляторе и позволит ему быстрее прогреться. Фары стоит зажигать на 20 – 30 секунд, этого достаточно.
• Периодически осматривайте корпус АКБ, очищайте клеммы и корпус от налета.
• Периодически заряжайте аккумулятор. Даже если вы идеально используете свой автомобиль, он может разряжаться. Например идеальное напряжение 12,7 В, но зачастую АКБ на автомобиле держится около 12,2 – 12,4В. Полезно его поднимать до 12,7В скажем раз в месяц.

Кстати полезное видео в тему.

В системах бесперебойного или резервного питания используются только аккумуляторов глубокого цикла. Они отличаются от обычных способностью к продолжительной зарядке и разрядке. Поэтому большое значение имеет расчет времени работы инвертора от аккумулятора, поскольку современные модели способны эксплуатироваться в течение 12 лет и более. Для проведения таких расчетов потребуются исходные данные.

В первую очередь нужно уточнить количество электроприборов и мощность, потребляемую ими. Чем выше емкость батареи или системы аккумуляторов, тем дольше будет работать подключенное оборудование при отсутствии централизованного электроснабжения. Для того чтобы рассчитать время автономной работы инвертора, нужно знать количество и емкость аккумуляторов, а также мощность, которую потребляет нагрузка в течение часа.

Вначале следует определить общую емкость используемых аккумуляторов. Например, в системе имеется 12 батарей по 12 вольт, с емкостью каждой из них 200 ампер-часов. В результате получается 12 х 12 х 200 = 28800 Вт/ч. У новых батарей максимальный КПД составляет 95%, то есть с учетом коэффициента потерь получается 28800 х 0,95 = 27360 Вт/ч. Значение среднечасовой нагрузки составляет 1320 вт. Получается время работы инвертора от аккумуляторной батареи 27360/1320 = 20,7 ч или в округленном виде - 20 часов.

Что представляет собой батарейка? Как она работает? На какие виды подразделяются батарейки? Какую форму и какой размер могут они иметь? Как маркируют батарейки? Что обязательно следует учитывать, выбирая батарейку? Какими принципами нужно руководствоваться, на что следует обращать внимание при выборе батарейки?

Ниже попытаемся разобраться в этих вопросах и ответить на каждый из них.

Что представляют собой батарейки и как они работают

Батарейки аа оптом являются гальваническими элементами, каждый из которых представляет собой автономный компактный источник электрического тока.

Автономные источники постоянного электротока подразделяются на 2 разновидности: первичные - для одноразового применения, они не подлежат перезарядке, и вторичные - которые можно перезаряжать.

Батарейки возникли довольно давно. Официальная дата возникновения первой батарейки - 1867-й год. Её создал инженер из Франции Джорджес Лекланше

Выпускать батарейки в коммерческих целях первой начала фирма Eveready в США. Однако батарейки, производимые под маркой Eveready Dry Cell, были только отдалённо похожими на сегодняшние батарейки аа оптом. Первая партия тогда ещё экспериментальных батареек появилась на рынке в 1898-м году. Эти изделия были задуманы в качестве источников питания для радиоприёмников, однако позже получили распространение в автомобилестроении, горной промышленности, на флоте, а затем также в авиации.

Монополия Eveready завершилась в 1920-х гг., когда в США возникла ещё одна фирма - Duracell, наладившая изготовление батареек крупными партиями. В то время батарейки уже были распространены в различных портативных электротехнических устройствах, спрос на них возрастал, крупный опт батареек покупали всё чаще.

Главным преимуществом таких изделий была их дешевизна.

Минусы: низкая ёмкость, низкая надёжность, недолгое время эксплуатации и хранения (9-12 месяцев).

В течение более 100 лет своего существования обычные марганцево-цинковые батарейки пережили значительные усовершенствования и сейчас уже почти не используются в изначальном виде. Их сменили более совершенные, надёжные и ёмкие изделия.

Кроме марганцево-цинковых, сегодня встречаются и другие разновидности батареек.

Типы батареек

Батарейки мелким оптом в Москве подразделяются по материалам, использующимся для производства активных компонентов батареек (катода, анода и электролита).

Самые распространённые виды батареек:
. солевые;
. щелочные;
. ртутные;
. серебряные;
. литиевые.

Все эти разновидности батареек имеют определённые особенности, свои преимущества и недостатки.

Солевые батарейки

Преимущества батареек солевого типа: дешевизна (из всех батареек именно солевые являются наиболее дешёвыми).

Их минусы: трудность определения вида по словесной либо символической информации; значительное падение напряжения во время разряда; потеря ёмкости к концу гарантированного времени хранения составляет от 30 до 40 процентов; в условиях низких температур ёмкость солевой батарейки приближается к нулевому показателю.

Солевая батарейка от батареек других видов отличается надписью на корпусе: это могут быть слова Special Power, General Purpose, Long Life, Extra Power, Extra Heavy Duty, Heavy Duty, Super Heavy Duty и некоторые другие. Но на их смысл можно особого внимания не обращать, поскольку эти слова преимущественно служат маркетинговым приёмом и никак не отображают ёмкость батарейки и длительность её работы.

Щелочные батарейки

Такое название эти батарейки получили от типа используемого в них электролита. Электроды щелочных батареек изготовлены из диоксида цинка и марганца, а электролитом является гидроксид калия.

Сейчас щелочные батарейки пользуются высоким спросом со стороны разработчиков портативных электротехнических приборов и применяются в большей части электронных устройств, будучи наиболее распространёнными в мире.

Стоимость щелочных батареек несколько выше, чем солевых.

Отличительным признаком щелочной батарейки является надпись ALKALINE, нанесённая на корпус.

Преимущества щелочных батареек: большая ёмкость, обеспечивающая долгое время службы; высокий уровень работоспособности в условиях низких температур; хорошая герметичность (низкий риск протечки); длительный срок хранения (до пяти лет); низкая скорость саморазряда (потеря ёмкости после года хранения в условиях комнатной температуры - не выше 10%).

Минусы: спадающая кривая разряда; высокие стоимость и вес.

Ртутные батарейки

Такая батарейка является гальваническим элементом, где анодом служит цинк, а катодом - окись ртути. Катод и анод разделяют между собой диафрагма и сепаратор, пропитанные электролитом, в роли которого выступает раствор щёлочи 40%.

Отдельно необходимо подчеркнуть, что ртутно-цинковый элемент способен работать по принципу аккумулятора, то есть может быть обратимым. Но в случае циклирования (заряд-разряд) происходит деградация этого элемента и его ёмкость снижается.

Ртутные батарейки отличаются от щелочных более постоянным напряжением, большей ёмкостью, более высокой энергоплотностью и более высокой ценой.

Преимущества ртутных батареек: постоянное напряжение, высокие показатели энергоплотности и энергоёмкости, стойкость к низким и высоким температурам, длительное время хранения.

Минусы ртутных батареек: дороговизна, ядовитость ртути в случае нарушения герметичности, трудности со сбором и безопасностью утилизации.

Серебряные батарейки

В таких батарейках роль анода играет цинк, а катода - окись серебра. Электролитом в таких батарейках является щёлочь - гидроксид натрия либо калия.

Батарейки, которые созданы в соответствии с серебряно-цинковой схемой, в значительной степени по своим характеристикам совпадают с батарейками ртутного типа. Подобно ртутным батарейкам, они отличаются постоянным напряжением, значительной энергоплотностью, могут храниться длительное время, однако отличаются от ртутно-цинковых более высокой ёмкостью на единицу массы, а также нетоксичностью.

Плюсы серебряных батареек: постоянное напряжение, высокие показатели энергетической плотности и ёмкости, термическая стойкость, долгой срок эксплуатации (на 40 процентов дольше, чем у литиевых батареек), длительное время хранения.

Минусом серебряных батареек является их дороговизна. На серебряные батарейки аа оптом цена бывает очень высокой.

Литиевые батарейки

Эти батарейки имеют постоянное напряжение, наиболее высокую из всех видов батареек ёмкость на единицу веса и высокую энергоплотность. Литиевая батарейка содержит катод из лития и анод, который может быть сделан из любого материала.

Помимо постоянного напряжения и высоких показателей энергетической плотности и энергетической ёмкости, несомненный плюс литиевых батареек заключается в независимости их ёмкости от тока нагрузки. потому в случае большого тока нагрузки такая батарейка также сможет прослужить в несколько раз дольше щёлочной батарейки, имеющей такую же ёмкость.

Отличительным признаком батарейки литиевого типа является надпись LITHIUM на корпусе.

Литиевые батарейки характеризуются лёгкостью, длительным временем хранения (доходящим до 12-и лет), термической стойкостью.

Единственным недостатком литиевых батареек является их высокая цена.

Классификация батареек - формы, размеры и другие характеристики

По размерам и форме батарейки классифицируются на несколько видов.

Примечание. Данная таблица не включает миниатюрные батарейки типа «таблетки», подразделяющиеся на множество размеров и форм.

Технические характеристики

Правила маркировки батареек установлены Международной Электрической Комиссией (IEC) и используются в т. ч. в России. Расшифровка маркировки батареек приведена в следующей таблице:

Миниатюрные батарейки также имеют определённую маркировку, позволяющую определить параметры конкретной батарейки, но необходимо учитывать, что одновременно с общепринятой маркировкой изготовители нередко применяют свою, из-за чего замена отработанной батарейки порой становится затруднительной.

Ёмкость и напряжение батарейки

Напряжение батарейки аа оптом в Москве, которое она способна обеспечить, может быть довольно разным. Этот параметр нередко связан с разновидностью самой батарейки. К примеру, обыкновенные солевые «пальчиковые» батарейки способны обеспечивать напряжение 1,2 В и 1,5 В, щелочные - 1,5 В. Литиевые батарейки Дюрасел оптом в Москве выполняются в стандартных размерах, нередко имеют напряжение 3 В, однако иногда бывают и с напряжением 1,5 В.

Батарейки квадратной формы и батарейки типа «крона» вне зависимости от их электрохимической системы создают напряжение соответственно 4,5 В и 9 В.

Батарейки типа «таблетки» могут создавать напряжение 1,2 В, 1,5 В и 3 В.

Ёмкость батарейки определяет длительность работы устройства, в которое помещается батарейка.

Срок эксплуатации батарейки Duracell оптом определяется следующими факторами:
. фактическим уровнем её заряженности;
. режимом использования;
. температурой окружающей среды;
. током отсечки.

Понятие «ток отсечки» обозначает ток, при котором невозможна работу устройства даже в случае сохранения заряда батарейки. К примеру, батарейка, не работающая с определённого момента в фотоаппарате, нередко ещё может работать в пульте дистанционного управления либо в часах.

Саморазряд представляет собой самопроизвольную утрату ёмкости батарейки во время её хранения и применения.

Причиной саморазряда являются химические реакции, которые происходят внутри батарейки и продолжаются независимо от того, используется ли батарейка либо хранится.

Саморазряд начинается в момент выпуска батарейки и продолжается до окончания её эксплуатации. Когда батарейка не применяется, то в течение номинального срока хранения, который указан на корпусе, она может утратить от 10 до 30 процентов первоначальной ёмкости.

Наиболее сильно происходит разряжение батарейки в момент начала её хранения.

Температурные колебания провоцируют саморазряд.

Предназначение батареек различных видов и отрасли их применения

Батарейки могут предназначаться: для значительных нагрузок (сила тока 0,2 А), для средних нагрузок (сила тока 0,1 А) и для низких нагрузок (сила тока 0,01 А). Большая часть компаний-изготовителей указывает на упаковке для батареек разновидности устройств, для которых конкретная батарейка больше подходит. При отсутствии указаний на тип устройства правильно выбрать батарейку может помочь нижеуказанная информация.

Батарейки солевого типа совершенно непригодны для устройств, испытывающих высокие нагрузки (к примеру, цифровых фотоаппаратов со вспышкой), а также плохо пригодны для устройств, испытывающих средние нагрузки (к примеру, CD-плееров, фонариков, некоторых игрушек).

Они обладают низким уровнем ёмкости (от 600 до 800 мАч) и предназначаются для применения в устройствах, характеризующихся низким уровнем потребления энергии, к примеру, в пультах управления, электронных термометрах, тестерах, весах электронных кухонных и наполных, часах настенных и настольных. Солевые батарейки не рассчитаны на высокие нагрузки, потому недопустимо вставлять их в устройства, которые содержат электродвигатели (CD-плееры и электронные игрушки), фотоаппараты и фонарики. В фонарике либо в игрушке такой батарейки хватит на двадцать-тридцать минут, в фотоаппарате - на 3-5 фотографий со вспышкой.

Батарейки щелочного типа можно устанавливать в устройства как с низкими, так и со средними и высокими нагрузками. Такие батарейки везде способны обеспечить высокую эффективность.

Они характеризуются сравнительно большим уровнем ёмкости (от 1500 до 3200 мАч) и являются оптимальными для использования в устройствах, отличающихся умеренным и высоким уровнем потребления энергии: это цифровые фотоаппараты со вспышкой, фонарики, игрушки, CD-плееры, компьютерные мышки, офисные телефоны. Щелочные батарейки, имеющие пометку «фото», характеризуются высокой ёмкостью и созданы для фотоаппаратов. Стоимость их выше, но срок службы дольше. Фото-батарейки отдают энергию быстрее, что повышает скорость работы устройства, в которое такая батарейка установлена.

В устройствах с низким уровнем потребления энергии, в частности, пультах управления, такая батарейка будет работать несколько лет.

Батарейки ртутного типа сейчас имеют ограниченное распространение. В более чем половине стран мира их изготовление и использование запрещены по причине ядовитости ртути и трудности безопасного сбора и утилизации таких изделий.

Серебряные батарейки сейчас не имеют массового распространения по причине высокой стоимости серебра. Широким спросом пользуются только малоразмерные батарейки, для производства которых применяется мало серебра - это батарейки для материнских плат ПК, наручных часов, слуховых аппаратов, микрокалькуляторов, лазерных указок, микрофонариков, музыкальных открыток и брелоков, то есть всех устройств, в которых невозможно применять более крупные батарейки.

В авиации, на флоте, в космонавтике до появления батареек литиевого типа серебряно-цинковые батарейки были незаменимыми.

Батарейки литиевые на больших токах способны служить намного дольше лучших щелочных батареек, потому литиевые источники питания используют в большинстве устройств, характеризующихся высоким уровнем потребления энергии. Они широко применяются в компьютерной технике, фототехнике, игрушках и медицинской аппаратуре. Также их часто используют в авиации, военной промышленности, на флоте и в космонавтике, где они успешно заменяют серебряные и ртутные батарейки.

Завершение

Батарейка - небольшиие изделия, которые могут иногда представлять опасность.

Во избежание риска нанесения вреда здоровью следует соблюдать меры предосторожности: нельзя разбирать батарейку и бросать её в огонь.

Также нельзя пытаться «перезарядить» батарейку. Несмотря на то, что некоторые источники подчас содержат рекомендации от разных «Кулибиных» о «перезарядке» батареек - это делать ни в коем случае нельзя. Во-первых, в сколько-нибудь значительной мере увеличить срок эксплуатации батарейки таким путём всё равно не выйдет. Батарейка является первичным элементом, потому, в отличие от аккумулятора, являющегося вторичным элементом, реакции, которые в ней проходят, необратимы. К тому же во время «перезарядки» она может попросту взорваться. Полезнее и лучше всего отработавшую батарейку сдать в утилизацию.

В жизни современного человека используются повсеместно.

Практически любая электроаппаратура и электротехника работает от питания, поступающего от химических источников тока.

Израсходованные батарейки просто сменяют новыми, что определяет простоту их использования.

При этом мало кто знает, что часто выбрасываются в мусор еще вполне пригодные элементы питания, которые подлежат восстановлению с помощью:

• острого гвоздя или шила;
• шприца;
• зарядного устройства для аккумуляторных батарей;
• горячей воды;
• дистиллированной воды;
• столового уксуса (концентрации 9%);
• раствора соляной кислоты (концентрации 10%);
• небольшого молотка;
• смолы и пластилина.

Итак, в рамках данной статьи мы увеличиваем время работы (срок службы) батарейки, которая, казалось бы, уже выработала свой рабочий ресурс.

Но обо всем по порядку.

Увеличиваем время работы (срок службы) батарейки

Регенерация (восстановление) источника питания возможно лишь в случае, когда его емкость и напряжение не понизилось до предельного значения.

Батарейки класса АА (1,5 Вольт) выдерживают минимальный порог в 0,7-0,8 Вольт. В случае, если это значение еще не достигнуто, можно приступать к реанимации.

Проще всего увеличить срок службы батареек, которые разряжались под высокой нагрузкой. Такие элементы питания можно встретить в фонарях, игрушках, магнитолах и др.

Химические источники тока, разряжаемые под малыми нагрузками (часы, радио, фототехника), восстанавливаются значительно хуже, т.к. равномерно вырабатывают положенный ресурс без остатка.

Батарейку, которая долгое время лежала без действий и подсохла, можно регенерировать путем следующих операций:

1. Проделываем двухсторонние отверстия на глубину 3/4 тонким металлическим предметом (гвоздь или шило) по длине батарейки с обоих ее краев, вдоль стержня.

2. Впрыскиваем в проделанное отверстие немного очищенной или дистиллированной воды (шприцем).

3. Наблюдаем, как вода проходит внутри батарейки и вытесняет воздух из другого отверстия.

4. Как только вода проходит по всех батарейке, начинает выступать на противоположной стороне, закрываем отверстия смолой или пластилином.

5. Опробуем «подзаряженную» батарейку в работе.

Время работы батарейки может быть увеличено путем впрыскивания не воды, а столового уксуса (двойной дозы) или раствора соляной кислоты.

Если вышеописанные действия слишком сложны, можно просто поместить израсходованную батарейку в горячую воду на срок в 10 минут.

Кроме того, срок службы батарейки повышается в результате механического воздействия.

Для этих целей нам и понадобится небольшой молоток, которым необходимо обстучать корпус элемента питания.

Вместо молоточка можно применить любой другой предмет, который не повредит целостность корпуса. 2-3 дня работы при небольших токах разряда гарантированы!

Кроме того, можно пробовать оживить батарейку путем помещения ее в специальное зарядное устройство. Делать это можно с крайней осторожностью!

Простые одноразовые батарейки не предназначены для перезарядки, поэтому, такие действия могут использоваться на собственных риск и страх!!!

Обратимся немного к теории, необходимой для получения точных цифр при расчёте времени работы датчиков от комплекта батареек.

Итак, сначала рассмотрим, когда и на что тратится электроэнергия, на примере самого популярного модуля Z-Wave ZM3102.

• При отправке данных модуль тратит 36 мА. Отправка одного пакета длится обычно не более 7 мс (на самой медленной скорости).
• Ожидание данных или нажатия кнопки при включенном на приём модуле расходует 23 мА. В худшем случае на доставку пакета с подтверждением о получении требуется время 10мс * [количество ретрансляторов на пути + 1]. Однако при неудачной отправке пакета через примерно 50-100 мс происходит повторная попытка.
• Состояние глубокого сна самое экономичное - в нём модуль расходует лишь 2.5 μА.
• Ко всему этому требуется добавить расход оборудования вокруг модул. Например, включенный светодиод потребляет порядка 20 мА.

Ёмкость типичной батарейки AAA составляет примерно 800 мА*ч. Таким образом, если устройство непрерывно пребывает в режиме ожидания, батареек хватит на 800 мА*ч / 23 мА = 34 часа, т.е. менее двух суток ! Именно столько будет жить на батарейках датчик движения Express Control EZ-Motion , если у его переключить в режим постоянной работы (обычно это делается при подключении постоянного питания). Кстати, столько же будет гореть светодиод, подключенный к этим же батарейкам. Совершенно очевидно, что для работы в течение продолжительного срока требуется отправлять устройство в режим сна. Если же устройство будет всё время находиться во сне, то батареек хватит на 800 мА*ч / 2.5 μА = 36.5 лет. Очевидно, что саморазряд батарейки происходит быстрее.

Теперь рассчитаем лучший и худший варианты отправки пакета (20 байт с заголовками) от нашего узла, питающегося от батареек, к получателю (контроллеру, реле или другому устройству).

• Лучший вариант - отправленный пакет доставляется сразу без маршрутизации на скорости 40 кбод. Затраченная электроэнергия составит 36 мА * 160 бит / 40 кбод + 23 мА * 10 мс = 0.37 мА*с.
• Средний вариант - отправленный пакет доставляется через 2 роутера на скорости 40 кбод. Затраченная электроэнергия составит 36 мА * 160 бит / 40 кбод + 23 мА * 10 мс * (2 роутера +1)= 0.83 мА*с.
• Худший вариант - отправленный пакет не доставляется после перебора 4х доступных маршрутов, по 3 попытки на маршрут на скорости 9600 бод. Затраченная электроэнергия составит (36 мА * 160 бит / 9.6 кбод + 23 мА * (10 мс * (2 роутера + 1) + 50 мс)) * 3 попытки * 4 маршрута = 29.3 мА*с.
• Простое ожидание пакета от контроллера в течение одной секунды потребует 23 мА*с.
• Для сравнения, представим здесь же энергопотребление за время 3 часов сна: 2.5 μА * 10800 c = 27 мА*с.

Видно, что разница в энергопотреблении лучшего и худшего вариантов составляет более, чем в 70 раз!

Также видно, что попытка доставить пакет недоступному узлу стоит столько же, сколько ожидание ответа от контроллера в течение одной секунды , включение светодиода на одну секунду или 3 часа сна устройства !

Первый вывод: получатели пакетов быть доступны .
Второй вывод: при получении от датчика сообщения Я проснулся контроллер должен как можно скорей отправить датчику сообщение Спи дальше .
Третий вывод: датчик должен включать как можно меньше периферии и делать это как можно реже .

Рассмотрим жизненный цикл типичного Z-Wave датчика открытия двери, работающего на батарейках:

• Просыпается по прерыванию, проверяет состояние сенсоров
• В случае, если наступило событие, требующее отправки управляющих команд, включает радио-модуль и отправляет пакеты устройствам из списка ассоциированных с эти событием
• Ждёт доставки и засыпает
• Просыпается раз в N секунд (от 10мс до 2.55 секунд - это аппаратная особенность модуля Z-Wave) для проверки, счётчика просыпаний. Если он достиг заданной величины K, просыпается
• T = N*K равно периоду регулярных просыпаний, упомянутому ранее. Период прошёл, датчик отправляет пакет WakeUp Notification (Уведомление о пробуждении ) контроллеру и ждёт
• Если за определённое время W (в зависимости от производителя, от 2 до 60 секунд) ничего не пришло, датчик засыпает
• Если пришли данные, обрабатывает их, отвечает, если надо, и сбрасывает счётчик времени W и ждёт опять
• Если пришёл пакет WakeUp NoMoreInformation (Спи дальше ), то датчик мгновенно заканчивает текущие дела и засыпает

Давайте проведём расчёт срока жизни датчика при условиях периодического просыпания раз в час (T=3600 с) и отправке 20 событий открывания/закрывания в день (10 раз дверь открывали - реалистичное предположение для входной двери квартиры). Затраты за день составят 0.374 мА*с * (20 отправок по событию + 24 отправки по просыпанию) + 216 мА*с (сон) = 234 мА*с. Получается 34 года! На практике это значение значительно меньше, т.к. здесь мы не учли расхода на периферию чипа и срок службы батареек.

Теперь давайте поиграем разными параметрами.

Включение светодиода на секунду при каждой отправке события открывания (20 раз в день) изменить срок службы до 11 лет.

Представим, что датчик будет просыпаться не раз в час, а раз в 5 минут. Уже 24 года, а с горящим светодиодом (20 раз в день) 10 лет. Видно, как частые периодические просыпания существенно сократили срок жизни устройства от батареек. Хотя по сравнению с вкладом от светодиода это не существенно.

А что, если контроллер оказался выключенным? Теперь сообщение о просыпании не доставляется и датчик вынужден ждать W = 2 секунды до ухода назад в сон и мигать светодиодом 1 секунду для уведомления пользователя о проблеме. Тех же батареек хватит лишь на 2.5 года для при просыпании раз в час и всего на 3 месяцев при просыпании раз в 5 минут!

Очевидно, что в этих расчётах все времена более двух лет не реализуются из-за химических особенностей устройства батареек. Батарейки типа AA и AAA не способны работать более двух лет при постоянном питании устройства даже ничтожным током, несмотря на то, что ёмкости должно хватать. А вот всё, что меньше двух лет, уже станет ограничением по ёмкости.

FLiRS

Рассмотрим немного Часто Слушающие Устройства (FLiRS). Эти устройства просыпаются каждую секунду примерно на 5 мс, чтобы послушать, не посылают ли им специальный пакет WakeUp Beam . Если три часа сна требуют 27 мА*с, то FLiRS устройство потребит 1255 мА*с, что в 50 раз больше затрат на сон, но и в 200 раз меньше, чем при постоянном пребывании в режиме ожидания пакетов. Такие устройства обычно работают около 7-8 месяцев от комплекта батареек AAA. Однако производители стараются использовать более ёмкие батарейки, чтобы достичь времени работы более года.