Jak rozumiem, napięcie końcowe baterii zmienia się nieco podczas ładowania / rozładowania, ale zmiany te są minimalne w porównaniu do innych efektów (temperatura, niewielkie różnice produkcyjne, niedawna historia ładowania / rozładowania itp.).
Ale nawet najstarsze telefony komórkowe mogą wyświetlać ikonę ładowania. I działa poprawnie nawet w przypadku wymiany baterii.
Jak to jest możliwe?
Odpowiedzi:
Jest jedna rzecz, która raz jest oczywista, ale dopiero wtedy.
Twój telefon informuje, że ma „37% pozostałej opłaty”. Skąd wiesz, że to dokładne? Prawdopodobnie nie.
Oprogramowanie może dokonywać pewnych oszacowań w oparciu o średni pobór prądu, ponieważ był w pełni naładowany, średni czas między ładowaniami i oczywiście charakterystykę rozładowania dla konkretnej baterii. Następnie przedstawia najlepsze przypuszczenie.
Z czasem może stworzyć dość dokładny profil baterii i wykorzystać to do poprawy szacunków. Ale zwykle jest to szacunek.
Z mojego doświadczenia w opracowywaniu systemów opartych na akumulatorach (z inteligentnymi akumulatorami, głupim NiCadem i wszystkim pomiędzy nimi) jedyne chwile, kiedy jesteś pewien poziomu naładowania, wynoszą 100% i 0%.
Zwykle inteligentna bateria poinformuje Cię, kiedy będzie w pełni naładowana, a przy głupiej baterii prawdopodobnie wykonasz pewne obliczenia dotyczące prądu i temperatury. To załatwia sprawę w 100%.
Przypadek 0% pojawia się wtedy, gdy pojawia się podstęp. Niezależnie od składu chemicznego baterii, często pojawia się charakterystyczny wzór na krzywej rozładowania, gdy zbliżasz się do załamania napięcia. Ale pozwolenie baterii na głębokie rozładowanie jest ogólnie „Bad Thing” (TM).
Oprogramowanie układowe wyszukuje ten wzorzec i decyduje, kiedy bateria osiągnie wirtualne „0%”. Następnie wyłącza system, aby w akumulatorze było wystarczająco dużo resztkowego ładunku, aby uniknąć głębokiego rozładowania i, co ważniejsze, nagłej utraty mocy. Pozwala to na płynne wyłączenie.
Jeśli wydaje się to mało prawdopodobne, pozwól swojemu telefonowi „spłynąć” i wyłączyć się. Następnie włącz go ponownie. Gdyby bateria była naprawdę na poziomie 0%, nie mogłaby się uruchomić i włączyć ekranu, aby powiedzieć, że wymaga ładowania.
Ostrzeżenie 5% (lub 10% w zależności od dokładności pomiarów i tolerancji akumulatorów) jest często nieco sztuczne, ponownie reprezentując punkt na krzywej rozładowania, gdy oprogramowanie układowe zaczyna myśleć „Wkrótce nastąpi wyłączenie”.
Jak na ironię, jest to poziom, na którym ktoś w marketingu nalega, aby włączyć tę jasną diodę LED, aby poinformować użytkownika, że wyczerpie się bateria.
Jak wspomniałeś, napięcie zmienia się nieco podczas ładowania / rozładowania. Pomiary na poziomie miliwoltów są dość proste, a każda chemia baterii, którą znam, ma zmianę napięcia o co najmniej kilkaset miliwoltów między „pełnym” a „skutecznie pustym”.
Większość krzywych rozładowania baterii jest liniowa, przynajmniej w zakresie, z którego korzysta większość urządzeń. Z tego powodu możesz z grubsza oszacować pozostały ładunek, pamiętając ostatni szczyt napięcia (odpowiadający pełnemu ładowaniu), znając poziom napięcia przy odcięciu i interpolując między nimi. Aby uzyskać większą precyzję, możesz albo zaprogramować urządzenie z typową krzywą rozładowania dla używanej chemii baterii, albo zlecić urządzeniu pomiar w trakcie cyklu „kondycjonowania” rozładowania.
„Ikona ładowania” oznacza stan naładowania (SOC) akumulatora - który zwykle jest wartością procentową.
Różne technologie akumulatorów są zarządzane na różne sposoby ...
Niektóre mają nachyloną krzywą rozładowania - wiesz, że dane napięcie w danej temperaturze reprezentuje dane SOC.
Inne są mniej pomocne (np. Ołów / kwas) i mają bardzo płaską krzywą rozładowania, ponieważ zapewniają X woltów do momentu wygaśnięcia, a następnie prawie 0 woltów! Wymagają one poziomu zliczania wejścia / wyjścia i ponownej kalibracji na poziomach 0% / 100%.
Większość urządzeń konsumenckich oferuje dość prymitywny SOC - ale jest również zależny od stanu zdrowia - który reprezentuje stan baterii w całym okresie jej użytkowania.
Oto przykład licznika kulombów: http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/4150fc.pdf, którego można użyć do dość dokładnego pomiaru ładunku używanego w czasie rzeczywistym określonej baterii, w tym przypadku akumulatory litowo-jonowe 1-2 ogniwowe lub 3-6 ogniwowe NiCd lub NiMH. Dokonuje się tego po prostu przez pomiar prądu na bardzo małym (mikro omach) znanym oporniku, a następnie wykorzystanie go z czasem do uzyskania zużytych mAHrs,