Welke spanning is handig?

Beste lezer,

Ik ben bezig met het ontwerpen van een draadloze energie-zuinige pleister vol met sensoren die de gezondheid weergeeft. Bij mijn heroplaadbare lithium batterij, 3.4V, zit een power management chip (PMIC) die voltage regulators (LDO) gebruikt om de sensoren en microprocessor aan te sturen.

Nu heb ik uit datasheets de volgende informatie verkgregen:
De minimale spanning en maximale spanning waarop de sensoren en MCU werken.
Sensor 1 -- minimaal 1.6V -- maximaal 3.6V
Sensor 2 -- minimaal 1.7V -- maximaal 3.6V
Sensor 3 -- minimaal 1.9V -- maximaal 3.6V
Processor - minimaal 1.8V -- maximaal 3.6V
Sensor 3 -- minimaal 3.7V -- maximaal 5.0V (Komt door LEDs)

Nu wil ik twee voltage regulators gebruiken voor deze 5 componenten:
LDO 1: Tussen 1.9V en 3.6V
LDO 2: Tussen 3.7V en 5.0V (Deze wordt geboost met een converter)

Hoe kies ik nou een slimme voltage voor zo min mogelijk energieverbruik en accurate metingen?
Ik dacht misschien LDO1: 2.1V en LDO2: 4.0V, maar ik kan geen argumenten bedenken waarom.

MVG, Student

Energie verbruik versus accuraatheid is echt alle datasheets doorlezen dan een compromis maken. Voor een AD converter maakt de spanning niet veel uit maar hoe hoger de sample snelheid hoe lager de accuraatheid.
Van de laatste sensor zijn die leds echt nodig

De getrokken stroom en het profiel daarvan (iets als: 1x per minuut 1 seconde 10 mA) zal bepalen of een lineaire LDO of een schakelende converter beter is.

Als de sensoren intern geen andere voedingsspanningen maken zullen ze vermoedelijk op de laagste spanning het zuinigste werken.

Voor 3.7V moet men omhoog, dus dat is een speciaal geval welk in ieder geval een schakelende converter vereist. Als de leds apart gevoed kunnen worden zijn er speciale IC'tjes voor, die allicht zuiniger zijn dan de gehele sensor op 3.7V te laten draaien.

Ik zou die 5v sensor eruit mikken en 3.6v kiezen (da's wat gangbaarder en maakt alles simpeler)
Die sensor zal toch ook wel in 3.6v bestaan? (energiezuinig en leds gaan sowieso niet samen... ;) )

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

maar ik kan geen argumenten bedenken waarom.

IK ook niet ;). Het is meer een kwestie van bouwen en daarna gaan meten. Met welke spanning is alles het zuinigst maar haal je ook de resultaten die je nodig. Het kan dan best dat je om 3,6V de maximale resultaten haal maar dat het dan te onzuinig word en zul je een compromis moet bedenken of accepten. En misschien doe je op de onzuinige stand nog steeds lang genoeg met een accu maar dat haal je vaak niet uit de datasheet alleen dat moet je ook in je eigen toepassing meten.

Voor de sensor met leds kan je ook zelf het minimum bepalen waarop het nog goed werkt en misschien heb je helemaal geen boost nodig.

@Aart, de sensoren zullen ongeveer 1x per uur voor 5 secondes iets van 10mA verbruiken. De LEDs zijn verplicht veel licht uit te stralen, want juist het reflecterende licht meet ik.

@BenLeentje, voor mijn onderzoek mag ik geen gebruik maken van meetapparatuur door CoViD-19 maatregelen. Daarom moet ik nu dus theoretisch deze vraag gaan beantwoorden.

Sine

Moderator

Ah, Sp02. Gebruik je kant en klare sensor bordjes?

Op 11 juni 2020 17:14:59 schreef Sine:
Ah, Sp02. Gebruik je kant en klare sensor bordjes?

Nee, ik mag helemaal niets fysiek gebruiken door CoViD-19. Alle informatie moet afkomstig zijn van literatuurstudie (IEEE, Datasheets, Researchgate etc etc) en kennis van de bachelor. Het idee is dat ik alle keuzes kan beargumenteren. Nu wil ik dus een PMIC gebruiken om het totale systeem zuiniger te maken, maar ik moet dus ook een reden hebben waarom ik dus voor welke voltage heb gekozen bij mijn LDO's.

Dan zou ik toch de datasheets uitpluizen en de appnote voor je sensor en appnotes over sensors in het algemeen. Daarnaasr ook diverse berekeningen. Meestal spreken de feiten in de datasheet al voor zichzelf.

Dus... .Dan is het een schoolvraag. Toch? Jij moet voor school deze opdracht doen en dus zelf enige inzet tonen.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Ik dacht misschien LDO1: 2.1V en LDO2: 4.0V, maar ik kan geen argumenten bedenken waarom.

Je wilt zo zuinig mogelijk. Dus neem je de laagst mogelijke spanning. Tevens kijk je voor elke sensor in de datasheet voor de nauwkeurigheid. Als die bij een hogere spanning pas bereikt word is dat dus je eerste argument om eventueel van je spanning af te wijken.
Dan leg je voor alle sensors deze gegevens naast elkaar en bepaal dan welke spanning het beste is. Deze werkwijze is ook gelijk je argument van hoe je tot die spanning bent gekomen.

De LEDs zijn verplicht veel licht uit te stralen,

dan ben je ook min of meer al verplicht om naar 5V te gaan.