Перейти к содержанию

Сколько проработают часы STM32 от батарейки?

Обновлено Редакция GAW

Содержание

У STM32F103 часы реального времени, часовой кварц LSE и резервные регистры сидят в отдельном домене, который при выключенном основном питании питается от вывода VBAT. Туда ставят литиевую батарейку CR2032, и вопрос сводится к тому, сколько ток этого домена её разряжает.

Сколько потребляет домен VBAT

Напряжение VBATТок с работающими LSE и RTC
2,0 В0,9 мкА типично
2,4 В1,1 мкА типично
3,3 В1,4 мкА типично
85 °C, наихудшее VBAT до 3,6 Вдо 1,9 мкА
105 °C, наихудшее VBAT до 3,6 Вдо 2,2 мкА

Расчёт

Ёмкость CR2032 по даташиту Energizer — 235 мА·ч до 2,0 В. Берём худший из типичных токов, 1,4 мкА:

t=235 мА⋅ч0,0014 мА≈168 000 ч≈19 лет.t = \frac{235\ \text{мА·ч}}{0{,}0014\ \text{мА}} \approx 168\,000\ \text{ч} \approx 19\ \text{лет}.

Даже по максимальному току при 85 °C, 1,9 мкА, получается около 14 лет. На деле срок короче: батарейка теряет около 1 % ёмкости в год сама по себе, а ёмкость 235 мА·ч измерена при 21 °C на нагрузке 15 кОм. Тот же расчёт для любой батареи и своего режима сделает калькулятор времени работы от батареи, а выбор элемента питания разбирает статья «Батарейки и аккумуляторы для электроники».

Что ещё учесть

  • VBAT допускает 1,8–3,6 В: CR2032 с номиналом 3,0 В работает почти до конца разряда.
  • Литиевую батарейку нельзя заряжать: Energizer допускает обратный ток не больше 1 мкА, поэтому в схеме не должно быть пути, по которому основное питание заряжает батарейку.
  • Точность хода зависит от кварца, а не от батарейки: настроить делители и поправку ухода поможет калькулятор RTC STM32, а принцип часов объясняет термин RTC.

Похожие вопросы

Расходуется ли батарейка, когда устройство включено?

Почти нет. Пока на VDD есть питание, домен резервного питания STM32F1 питается от VDD через встроенный ключ, а батарейка на VBAT нужна только на время, когда основное питание выключено. Поэтому реальный срок обычно больше расчётного.

Нужна ли батарейка, если часы не нужны после выключения?

Нет. Вывод VBAT тогда подключают к VDD: резервный домен будет питаться вместе со всем микроконтроллером, а время после отключения питания сбросится.

Сильно ли растёт ток VBAT при нагреве?

Заметно: при 3,3 В и 25 °C типичный ток домена VBAT 1,4 мкА, а наибольший по даташиту — 1,9 мкА при 85 °C и 2,2 мкА при 105 °C. В горячем корпусе батарейка садится быстрее.

Источники

  1. STMicroelectronics. DS5319 Rev 20. STM32F103x8, STM32F103xB datasheet — табл. 16 — ток домена резервного питания IDD_VBAT при работающих генераторе LSE и RTC: типично 0,9 мкА при 2,0 В, 1,1 мкА при 2,4 В, 1,4 мкА при 3,3 В; максимум 1,9 мкА при 85 °C и 2,2 мкА при 105 °C; 5.1.1 — максимальные значения гарантированы в наихудших условиях по температуре и напряжению питания; рис. 18 — рост тока с температурой; рабочее напряжение VBAT 1,8–3,6 В; 2.3.14 — RTC и резервные регистры питаются через ключ от VDD, когда оно есть, иначе от VBAT
  2. Energizer. CR2032 Lithium Coin, Product Datasheet (Form No. 2032NA0618) — номинал 3,0 В; типичная ёмкость 235 мА·ч до 2,0 В на нагрузке 15 кОм при 21 °C; саморазряд около 1 % в год; наибольший обратный (зарядный) ток 1 мкА
  3. STMicroelectronics. RM0008 Rev 21. Reference manual: STM32F101xx, STM32F102xx, STM32F103xx, STM32F105xx and STM32F107xx — 5.1.2 Battery backup domain: если внешняя батарея не используется, VBAT рекомендуется подключить к VDD

Нашли ошибку?

Смотрите также