Время работы от батареи: одна формула

Время работы от батареи считается одной формулой: t = C / I, где C — ёмкость в мА·ч, I — средний ток в мА.

Пример: 18650 на 3000 мА·ч, устройство берёт 20 мА — 150 часов, около 6 дней. Если поставить сон 1 мА на 99 % времени и 200 мА на 1 %, средний ток = 0.99 × 1 + 0.01 × 200 = 2.99 мА, и время вырастает до 1000 часов — 42 дня.

Отсюда главный вывод: режим сна важнее, чем экономия на активном потреблении.

Что портит расчёт:

— КПД преобразователя: если питание 3.7 В, а нужно 3.3 В через LDO, ток остаётся тем же, но разница уходит в тепло. Если через buck-boost с КПД 85 %, ёмкости нужно на 15 % больше.
— Ток покоя самого стабилизатора: LDO с 5 мА покоя съест больше, чем вся схема в сне.
— Саморазряд: 2–5 % в месяц у лития, больше у NiMH.
— Температура: на морозе ёмкость падает на 20–40 %.
— Пиковые токи: при 500 мА импульсами реальная отдача меньше паспортной (эффект Пейкерта у свинцовых, у лития слабее).

Практика: считать в мА·ч и мА, а не «на глазок»; измерять ток в сне мультиметром (в режиме мкА — если есть); ставить нагрузочный выключатель (MOSFET), чтобы отключать датчики, а не оставлять их в standby.

Ориентиры для типовых элементов: CR2032 — 200 мА·ч и максимум 3 мА длительно (иначе просадка); AA щелочная — 2000–2500 мА·ч; 18650 — 2500–3500 мА·ч при токе до 10 А.

И ещё: расчёт по ёмкости даёт оптимистичную оценку. Реальное время обычно на 20–30 % меньше.