Μπαταρίες LiPo για Ηλεκτρονικές Ετικέτες Ραφιών: Οδηγός Επιλογής

Πώς να επιλέξετε μπαταρία λιθίου-πολυμερούς για ηλεκτρονικές ετικέτες ραφιών: χωρητικότητα, μέγεθος και διάρκεια ζωής

Μια ηλεκτρονική ετικέτα ραφιού μπορεί να περνά σχεδόν ολόκληρη την ημέρα σε κατάσταση αναμονής (sleep), και στη συνέχεια να ζητήσει από τη μπαταρία της να παράσχει μια σύντομη έκρηξη ρεύματος για ασύρματη επικοινωνία, ενημέρωση e-paper ή φωτεινή προειδοποίηση LED. Αυτό το μη συνηθισμένο πρότυπο φόρτισης καθιστά την επιλογή της μπαταρίας για ESL πιο περίπλοκη από την απλή ταύτιση τάσης και χωρητικότητας.

Μια μπαταρία που λειτουργεί καλά σε φορητή συσκευή ενδέχεται να μην παρέχει την ίδια διάρκεια ζωής σε ψηφιακή ετικέτα τιμής. Ο σχεδιαστής ESL πρέπει να λάβει υπόψη το ρεύμα αναμονής (sleep current), τη συχνότητα ενημέρωσης, το ρεύμα παλμού (pulse current), τη θερμοκρασία λειτουργίας, το διαθέσιμο χώρο και τον τρόπο με τον οποίο θα αντικαθίσταται ή θα επαναφορτίζεται η μπαταρία.

Οι μπαταρίες λιθίου πολυμερούς μπορούν να αποτελέσουν καλή επιλογή για λεπτές, επαναφορτιζόμενες ή πλούσιες σε λειτουργίες ετικέτες ηλεκτρονικών ραφιών. Ωστόσο, δεν αποτελούν αυτόματα την καλύτερη λύση για κάθε σχεδιασμό ετικέτας ηλεκτρονικών ραφιών.

Η σωστή απόφαση ξεκινά από το πραγματικό προφίλ λειτουργίας της ετικέτας ηλεκτρονικών ραφιών.

Ποιος τύπος μπαταρίας χρησιμοποιείται σε μία ετικέτα ηλεκτρονικών ραφιών;

Οι περισσότερες ετικέτες ηλεκτρονικών ραφιών χρησιμοποιούν οθόνη e-paper σε συνδυασμό με μικροελεγκτή χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και σύστημα ασύρματης επικοινωνίας, όπως το Bluetooth Low Energy ή ένα ιδιόκτητο πρωτόκολλο sub-GHz.

Επειδή η οθόνη e-paper διατηρεί μία εικόνα χωρίς συνεχή παροχή ενέργειας, η ετικέτα μπορεί να παραμένει για μεγάλο χρονικό διάστημα σε κατάσταση ύπνου. Η ενέργεια απαιτείται κυρίως όταν η ετικέτα λαμβάνει δεδομένα, ανανεώνει την οθόνη της, αναβοσβήνει LED ή επικοινωνεί με πύλη.

Δύο κατηγορίες μπαταριών λαμβάνονται συνήθως υπόψη.

Πρωτογενείς μπαταρίες λιθίου

Οι πρωτογενείς μπαταρίες λιθίου-διοξειδίου του μαγγανίου, συμπεριλαμβανομένων των κερμάτων και των λεπτών σακουλών, χρησιμοποιούνται ευρέως σε ηλεκτρονικές ετικέτες χαμηλής ισχύος (ESL), οι οποίες σχεδιάζονται για λειτουργία επί αρκετά χρόνια χωρίς φόρτιση.

Οι κύρια πλεονεκτήματά τους περιλαμβάνουν:

• Χαμηλή αυτοεκφόρτιση

• Μεγάλης Διάρκειας Ζωής

• Απλή αρχιτεκτονική τροφοδοσίας

• Χωρίς κύκλωμα φόρτισης

• Καλή καταλληλότητα για σπάνιες ενημερώσεις της οθόνης

Η κύρια περιοριστική παράμετρος είναι ότι η μπαταρία πρέπει τελικά να αντικατασταθεί ή η ετικέτα πρέπει να αποσυρθεί από τη λειτουργία.

Επαναφορτιζόμενες μπαταρίες λιθίου-πολυμερούς

Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες λιθίου-πολυμερούς είναι πιο κατάλληλες όταν η ηλεκτρονική ετικέτα διαθέτει καθορισμένη μέθοδο φόρτισης ή όταν τα χαρακτηριστικά της απαιτούν περισσότερη ενέργεια από μία παραδοσιακή ετικέτα χαμηλής ισχύος.

Τυπικές εφαρμογές περιλαμβάνουν:

• Επαναφορτιζόμενες ηλεκτρονικές ετικέτες τιμών

• Μεγάλες ή συχνά ενημερούμενες οθόνες

• Ετικέτες με συχνή δραστηριότητα LED

• Διαδραστικές ετικέτες με κουμπιά ή αισθητήρες

• Επαναχρησιμοποιήσιμες ετικέτες για λογιστική και αποθήκευση

• Συστήματα ESL με υποστήριξη ηλιακής ενέργειας ή φόρτιση μέσω επαφής

• Υπερλεπτές συσκευές με προσαρμοστική εσωτερική διάταξη

Μία επαναφορτιζόμενη μπαταρία LiPo έχει συνήθως ονομαστική τάση 3,7 V ή 3,85 V, ανάλογα με τη χημική της σύνθεση και την προδιαγραφή τάσης φόρτισης. Το ολοκληρωμένο κύκλωμα φόρτισης, το κύκλωμα προστασίας και το εύρος τάσης του συστήματος πρέπει να σχεδιαστούν με βάση την επιλεγμένη μπαταρία.

Είναι επίσης σημαντικό να μην ταυτοποιείται μία μπαταρία αποκλειστικά από τη συσκευασία της. Μία λεπτή, εύκαμπτη μπαταρία σε μορφή φακέλου μπορεί να είναι επαναφορτιζόμενη μπαταρία λιθίου-ιόν πολυμερούς ή μη επαναφορτιζόμενη μπαταρία λιθίου-διοξειδίου μαγγανίου. Αυτά τα προϊόντα διαφέρουν ως προς την τάση, τις απαιτήσεις φόρτισης και τα χαρακτηριστικά διάρκειας ζωής.

Πότε έχει νόημα η χρήση μπαταρίας λιθίου-πολυμερούς για ένα σύστημα ESL;

Η μπαταρία λιθίου-πολυμερούς προσφέρει τη μεγαλύτερη αξία όταν το σχήμα, το πάχος και η δυνατότητα επαναφόρτισης είναι πιο σημαντικά από την επίτευξη της μεγαλύτερης δυνατής αυτόνομης διάρκειας λειτουργίας με πρωτογενή μπαταρία.

Η δομή τσέπης του επιτρέπει να χρησιμοποιεί ορθογώνιους ή διαφορετικά δύσκολα εσωτερικά χώρους αποτελεσματικότερα σε σύγκριση με μια κυψέλη νομίσματος σταθερής διαμέτρου. Η κυψέλη μπορεί επίσης να παρέχεται με προσαρμοστικά καλώδια, συνδέσμους, επαφές, κυκλώματα προστασίας και αισθητήρες θερμοκρασίας.

Το LiPo θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη όταν:

• Το ESL περιλαμβάνει επαφές φόρτισης, βάση φόρτισης ή συλλογή ενέργειας

• Το περίβλημα είναι υπερβολικά λεπτό ή ανώμαλο για τυπικές κυψέλες νομίσματος

• Η ετικέτα ανανεώνεται συχνότερα από μια συμβατική ετικέτα τιμής

• Ο σχεδιασμός περιλαμβάνει LED, αισθητήρες, πλήκτρα ή άλλες διαδραστικές λειτουργίες

• Αναμένεται ότι η μπαταρία θα φορτίζεται επανειλημμένα κατά τη διάρκεια της χρήσης του προϊόντος

• Μια τυπική μπαταρία δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει αποτελεσματικά τον διαθέσιμο εσωτερικό χώρο

Για ένα ESL που αναμένεται να λειτουργεί για πέντε, δέκα ή περισσότερα χρόνια χωρίς φόρτιση, η πρωτογενής λιθιο-χημεία μπορεί να παραμένει η πιο πρακτική επιλογή. Μια επαναφορτιζόμενη κυψέλη LiPo δεν θα πρέπει να επιλέγεται απλώς επειδή χωράει στο περίβλημα.

1. Ξεκινήστε με τον Διαθέσιμο Χώρο

Το πάχος είναι συχνά η πρώτη μηχανική περιοριστική παράμετρος σε ένα ηλεκτρονικό ετικέτα ραφιού. Η μπαταρία τοποθετείται πίσω ή δίπλα στην οθόνη, ενώ το περίβλημα πρέπει να παραμένει αρκετά λεπτό για να χωράει στις τυπικές ράγες ραφιού.

Ο σχεδιασμός πρέπει να λαμβάνει υπόψη του περισσότερα από τις ονομαστικές διαστάσεις που εμφανίζονται στο σχέδιο του στοιχείου.

Πρέπει να προβλέπεται χώρος για την ανοχή πάχους και τη διόγκωση

Ένα στοιχείο τύπου pouch δεν πρέπει να συμπιέζεται σφιχτά μεταξύ του οπισθίου καλύμματος και του module e-paper. Το πάχος του στοιχείου μεταβάλλεται ανάλογα με την ανοχή κατασκευής, την κατάσταση φόρτισης, τη θερμοκρασία και τη γήρανση.

Η απαιτούμενη επιφάνεια ανοχής πρέπει να συμφωνηθεί με τον προμηθευτή μπαταριών, βάσει της πραγματικής προδιαγραφής του στοιχείου. Δεν πρέπει να εφαρμόζεται ένα σταθερό ποσοστό σε κάθε μπαταρία, διότι η συμπεριφορά διόγκωσης εξαρτάται από τη χημεία του στοιχείου, τη χωρητικότητα, την κατασκευή και τις συνθήκες λειτουργίας.

Ο μηχανικός σχεδιασμός πρέπει να:

• Αποφεύγει την άμεση πίεση στην οθόνη e-paper

• Διατηρεί το στοιχείο μακριά από οξείες πλαστικές ράβδους και προεξοχές για βίδες

• Παρέχει ελεύθερο χώρο γύρω από τις άκρες και την περιοχή σφράγισης του pouch

• Να αποτρέπεται η κίνηση χωρίς να συμπιέζεται αυστηρά η κυψέλη

• Να υποστηρίζονται τα καλώδια και οι επαφές έναντι επαναλαμβανόμενης τράβηγματος ή δόνησης

• Να λαμβάνεται υπόψη η αφαίρεση και η αντικατάσταση της μπαταρίας κατά τη συντήρηση

Για τη στερέωση της μπαταρίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν αφρός, περιοχές ελεγχόμενης κόλλας ή κατάλληλο δοχείο μπαταρίας. Το επιλεγμένο υλικό πρέπει να είναι συμβατό με την πούστα της κυψέλης και με το αναμενόμενο εύρος θερμοκρασιών.

Να μην επιλέγεται η μπαταρία μόνο με βάση το μέγεθος της οθόνης

Μια μεγαλύτερη οθόνη συνήθως απαιτεί περισσότερη ενέργεια ανά ανανέωση, αλλά το μέγεθος της οθόνης δεν είναι ο μοναδικός παράγοντας. Δύο ετικέτες με το ίδιο μέγεθος οθόνης μπορεί να έχουν πολύ διαφορετικές απαιτήσεις ισχύος λόγω του πρωτοκόλλου ραδιοσυχνοτήτων, της συχνότητας ανανέωσης, της συμπεριφοράς των LED και του λογισμικού.

Οι τελικές διαστάσεις της μπαταρίας πρέπει να βασίζονται στην πλήρη μηχανική διάταξη και στο μετρημένο προφίλ ισχύος.

Σενάριο σχεδιασμού ESL	Τυπική κατεύθυνση σχεδιασμού μπαταρίας	Κύρια σημεία που πρέπει να επαληθευτούν
Συμπαγής, επαναφορτιζόμενη ετικέτα	Λεπτή μονοκυψελική LiPo με προσαρμοστικό καλώδιο ή επαφές	Ελάχιστο πάχος, μέθοδος φόρτισης και κορυφαίο ρεύμα
Μεσαίου μεγέθους ετικέτα με συχνές ενημερώσεις	Μονοκυψελική LiPo υψηλότερης χωρητικότητας	Ενέργεια ανανέωσης οθόνης, ραδιοσυμβάντα και χρήσιμη χωρητικότητα
Μεγάλη ή διαδραστική ετικέτα	Μεγαλύτερη LiPo ή λύση με παράλληλες κυψέλες	Φορτίο LED, συχνότητα ενημέρωσης, κύκλωμα προστασίας και χρόνος φόρτισης
Ετικέτα για αποθήκευση σε ψυχρό περιβάλλον	Κύτταρο χαμηλής θερμοκρασίας ή εναλλακτική πρωτογενής χημεία	Τάση παλμού, απόδοση εκφόρτισης και περιορισμοί φόρτισης
Ετικέτα μεγάλης διάρκειας ζωής χωρίς φόρτιση	Πρωτογενής μπαταρία λιθίου συχνά προτιμάται	Αυτοεκφόρτιση, ικανότητα παλμών και στρατηγική αντικατάστασης

Ο παρών πίνακας αποτελεί σημείο εκκίνησης για το σχεδιασμό, όχι σύσταση για χωρητικότητα. Η χωρητικότητα πρέπει να υπολογίζεται βάσει της μετρούμενης κατανάλωσης της συσκευής.

2. Δημιουργήστε ένα ρεαλιστικό προϋπολογισμό ισχύος

Το μέσο ρεύμα μιας ESL μπορεί να φαίνεται εξαιρετικά χαμηλό, αλλά το μέσο ρεύμα μόνο του δεν δείχνει εάν η μπαταρία μπορεί να υποστηρίξει κάθε ενημέρωση της οθόνης.

Ένας κατάλληλος προϋπολογισμός ισχύος πρέπει να περιλαμβάνει:

• Ρεύμα αναμονής του MCU

• Ρεύμα αναμονής και λήψης του ραδιοφώνου

• Ρεύμα μετάδοσης

• Ρεύμα ανανέωσης E-paper και διάρκεια

• Ρεύμα LED και χρόνος αναβοσβήσματος

• Δραστηριότητα αισθητήρα ή πλήκτρου

• Απώλειες ρυθμιστή τάσης

• Κατανάλωση κυκλώματος προστασίας μπαταρίας

• Ανενεργό ρεύμα κυκλώματος φόρτισης

• Αναμενόμενες αποτυχίες ενημέρωσης και επαναμεταδόσεις

Η ημερήσια κατανάλωση μπορεί να εκτιμηθεί ως:

Η ημερήσια χρήση της χωρητικότητας = κατανάλωση κατά την κατάσταση αναμονής + κατανάλωση επικοινωνίας + κατανάλωση ανανέωσης οθόνης + κατανάλωση πρόσθετων συσκευών

Για ένα μεμονωμένο γεγονός:

Κατανάλωση γεγονότος σε mAh = ρεύμα γεγονότος σε mA × διάρκεια γεγονότος σε ώρες × αριθμός γεγονότων ανά ημέρα

Η εκτιμώμενη φόρτιση κατά την προβλεπόμενη περίοδο λειτουργίας πρέπει στη συνέχεια να προσαρμοστεί για:

• Χρήσιμη χωρητικότητα στην τάση αποσύνδεσης του συστήματος

• Μείωση της χωρητικότητας σε χαμηλές θερμοκρασίες

• Γήρανση των στοιχείων

• Αυτοαποδέσμευση

• Απωλειών μετατροπής

• Παραλλαγές παραγωγής

• Ένα μηχανικό περιθώριο ασφαλείας

Μην υπολογίζετε τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας από την ονομαστική χωρητικότητα διαιρούμενη με το μέσο ρεύμα και σταματάτε εκεί. Αυτή η μέθοδος αγνοεί την πτώση τάσης που σχετίζεται με τις παλμικές λειτουργίες, τη θερμοκρασία και τη χωρητικότητα που παραμένει μη διαθέσιμη κάτω από την ελάχιστη λειτουργική τάση του συστήματος.

Μετρήστε ένα λειτουργικό πρωτότυπο

Τα φύλλα προδιαγραφών των εξαρτημάτων είναι χρήσιμα κατά την αρχική σχεδίαση, αλλά η τελική επιλογή της μπαταρίας πρέπει να βασίζεται σε μετρήσεις από ένα πραγματικό πρωτότυπο ESL.

Χρησιμοποιήστε αναλυτή ισχύος ή όργανο καταγραφής ρεύματος για να καταγράψετε:

• Ρεύμα βαθιάς αναπαύσεως

• Γεγονότα σύνδεσης πύλης

• Μια κανονική ενημέρωση οθόνης

• Μια ενημέρωση πλήρους οθόνης ή πολυχρωματική ενημέρωση

• Λειτουργία LED

• Αποτυχημένα γεγονότα επικοινωνίας και επαναπροσπάθειες

• Λειτουργία σε ελάχιστη και μέγιστη θερμοκρασία

Αυτή η μέτρηση αποκαλύπτει συχνά σύντομα φορτία που λείπουν από το αρχικό φύλλο υπολογισμού.

3. Έλεγχος του ρεύματος παλμού και της τάσης στο τέλος της διάρκειας ζωής

Οι ασύρματοι πομποδέκτες ESL και οι οθόνες e-paper δημιουργούν σύντομους παλμούς ρεύματος. Ακόμη και όταν η συνολική ενέργεια που καταναλώνεται από κάθε παλμό είναι μικρή, η τάση της μπαταρίας μπορεί να μειωθεί προσωρινά λόγω της εσωτερικής αντίστασης της κυψέλης.

Το πρόβλημα γίνεται πιο σοβαρό όταν:

• Η μπαταρία είναι κρύα

• Η υπόλοιπη χωρητικότητα είναι χαμηλή

• Η κυψέλη έχει γηράσει

• Το ρεύμα ενημέρωσης είναι υψηλό

• Το κύκλωμα προστασίας ή ο συνδετήρας προσθέτει αντίσταση

Εάν η τάση πέσει κάτω από το κατώφλι ασφαλείας από υποτάση του MCU, η ετικέτα μπορεί να επαναφέρεται κατά τη διάρκεια μιας ενημέρωσης. Στη συνέχεια, μπορεί να ξεκινήσει εκ νέου, να επανασυνδεθεί και να επαναλάβει την ίδια λειτουργία, καταναλώνοντας ακόμη περισσότερη ενέργεια.

Η αξιολόγηση της μπαταρίας πρέπει επομένως να περιλαμβάνει:

• Εσωτερική αντίσταση συνεχούς ρεύματος

• Τάση υπό το αναμενόμενο παλμικό φορτίο

• Διάρκεια παλμού

• Τάση αποκοπής συστήματος

• Κατώφλι brownout του MCU

• Αντίσταση συνδέσμου και καλωδίωσης

• Απόδοση σε χαμηλό επίπεδο φόρτισης

• Απόδοση στη χαμηλότερη θερμοκρασία λειτουργίας

Μια μεγαλύτερη ονομαστική χωρητικότητα δεν επιλύει αναγκαστικά ένα πρόβλημα παλμών. Η κατασκευή της κυψέλης, ο σχεδιασμός των ηλεκτροδίων, η θερμοκρασία και η αντίσταση του κυκλώματος μπορούν να είναι εξίσου σημαντικά.

4. Αντιμετωπίστε με προσοχή τις δηλώσεις για τη διάρκεια ζωής

Μια δήλωση διάρκειας ζωής ESL είναι έγκυρη μόνο όταν ορίζονται οι συνθήκες λειτουργίας.

Μια δήλωση όπως «μέχρι δέκα χρόνια» πρέπει να καθορίζει, ή τουλάχιστον να βασίζεται σε:

• Αριθμός ενημερώσεων ανά ημέρα

• Τύπος οθόνης και αριθμός χρωμάτων

• Συχνότητα ασύρματης επικοινωνίας

• Χρήση LED

• Θερμοκρασία λειτουργίας

• Συνθήκες δικτύου

• Ρεύμα αναμονής

• Χημεία Βαταρίων

• Τάση αποκοπής συστήματος

Οι επαναφορτιζόμενες λιθιοπολυμερικές μπαταρίες υφίστανται αυτοεκφόρτιση και γήρανση λόγω χρόνου ακόμα και όταν δεν χρησιμοποιούνται συχνά. Η μακροπρόθεσμη διατήρηση της χωρητικότητάς τους εξαρτάται από τη θερμοκρασία, το επίπεδο φόρτισης και τον σχεδιασμό της μπαταρίας. Ως εκ τούτου, είναι επικίνδυνο να υποθέτει κανείς ότι κάθε μπαταρία LiPo έχει ετήσιο ρυθμό αυτοεκφόρτισης μόνο 1 ή 2 τοις εκατό.

Για ένα πολυετές έργο, ζητήστε από τον προμηθευτή δεδομένα σχετικά με τη διατήρηση, την αποθήκευση και τη γήρανση της προτεινόμενης μπαταρίας. Τα αποτελέσματα επιταχυνόμενων δοκιμών πρέπει να εξεταστούν σε συνδυασμό με τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας.

Εάν δεν υπάρχει μέθοδος φόρτισης και η κύρια απαίτηση είναι η μεγαλύτερη δυνατή αυτόνομη διάρκεια ζωής, συγκρίνετε το σχέδιο με βάση LiPo με μια κατάλληλη λύση πρωτογενούς λιθίου πριν οριστικοποιήσετε την αρχιτεκτονική.

5. Λάβετε υπόψη τη λειτουργία σε ψυχρή αλυσίδα από νωρίς

Οι ηλεκτρονικές ετικέτες ραφιών που χρησιμοποιούνται σε ψυγεία και περιοχές κατεψυγμένων τροφίμων παρουσιάζουν διαφορετική πρόκληση για τη μπαταρία.

Σε χαμηλές θερμοκρασίες, η εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας αυξάνεται και η διαθέσιμη χωρητικότητα μειώνεται. Η πτώση τάσης κατά τη διάρκεια μιας ραδιομετάδοσης ή μιας ανανέωσης e-paper μπορεί να γίνει τόσο μεγάλη, ώστε να προκαλέσει επανεκκίνηση του συστήματος, ακόμα και όταν η μπαταρία περιέχει ακόμα χρησιμοποιήσιμη ενέργεια.

Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες λιθίου-ιόν έχουν επίσης σημαντικούς περιορισμούς φόρτισης σε χαμηλές θερμοκρασίες. Μια τυπική μπαταρία LiPo δεν πρέπει να φορτίζεται σε θερμοκρασία χαμηλότερη από εκείνη που καθορίζει ο κατασκευαστής της. Το σύστημα μπορεί να απαιτεί:

• Μπαταρία πιστοποιημένη για χαμηλές θερμοκρασίες

• Φορτιστή με αισθητήρα θερμοκρασίας και λειτουργία απενεργοποίησης φόρτισης

• Μειωμένο ρεύμα φόρτισης

• Διαφορετική χημεία μπαταρίας

• Λογισμικό που περιορίζει τα γεγονότα υψηλής φόρτισης όταν η μπαταρία είναι κρύα

• Μεγαλύτερο περιθώριο τάσης πάνω από το όριο απενεργοποίησης του MCU

Για εφαρμογές κατάψυξης, δοκιμάστε ολόκληρες ετικέτες σε θάλαμο ελέγχου θερμοκρασίας. Τα δεδομένα χωρητικότητας σε θερμοκρασία δωματίου δεν μπορούν να προβλέψουν με ακρίβεια την απόδοση κατά τη διάρκεια ψυχρών παλμών.

6. Αξιολογήστε την κατασκευή της κυψέλης χωρίς να βασίζεστε σε μία μόνο ετικέτα

Η κατασκευή με επικείμενους ηλεκτροδίους μπορεί να είναι χρήσιμη για λεπτές κυψέλες και ενδέχεται να προσφέρει καλό έλεγχο διαστάσεων. Η κατασκευή με τύλιγμα χρησιμοποιείται επίσης ευρέως και μπορεί να λειτουργεί αξιόπιστα όταν σχεδιάζεται και κατασκευάζεται σωστά.

Είναι πολύ απλοϊκό να υποθέσουμε ότι κάθε κυψέλη με επικείμενους ηλεκτροδίους είναι καλύτερη από κάθε κυψέλη με τύλιγμα.

Αντ’ αυτού, συγκρίνετε τις πραγματικές προδιαγραφές και τα δεδομένα δοκιμών για:

• Ανοχή πάχους

• Εσωτερική αντίσταση συνεχούς ρεύματος

• Απόδοση παλμών

• Κύκλος Ζωής

• Συμπεριφορά κατά την αποθήκευση

• Διόγκωση υπό καθορισμένες συνθήκες

• Εκφόρτιση σε χαμηλές θερμοκρασίες

• Αποθήκευση σε υψηλή θερμοκρασία

• Συνέπεια μεταξύ παρτίδων

Η κατάλληλη κατασκευή είναι εκείνη που πληροί τις ηλεκτρικές και μηχανικές απαιτήσεις του ESL με συνεπή ποιότητα παραγωγής.

7. Επιβεβαιώστε τις απαιτήσεις ασφαλείας και μεταφοράς

Η συμμόρφωση πρέπει να σχεδιαστεί πριν από την τελική καθορισμένη διάσταση της μπαταρίας και το ηλεκτρικό σχέδιο.

Οι απαιτήσεις διαφέρουν ανάλογα με την αγορά και ανάλογα με το αν η κυψέλη αποστέλλεται χωριστά, εγκαθίσταται σε εξοπλισμό ή συναρμολογείται σε προστατευμένο συστοιχία μπαταριών. Κοινά πρότυπα και δοκιμές μπορεί να περιλαμβάνουν:

• UN 38.3 για δοκιμές μεταφοράς λιθίου μπαταριών

• IEC 62133-2 για φορητές σφραγισμένες δευτερογενείς κυψέλες και μπαταρίες λιθίου

• UL 1642 για κυψέλες λιθίου σε σχετικές εφαρμογές

• UL 2054 για ορισμένες οικιακές και εμπορικές συστοιχίες μπαταριών

• Περιφερειακές απαιτήσεις που εφαρμόζονται στο ολοκληρωμένο προϊόν ESL

Μια έκθεση δοκιμής για ένα μοντέλο κυψέλης δεν καλύπτει αυτόματα μια τροποποιημένη κατασκευή, διαφορετικό συνδυασμό κυψελών ή μια νέα σχεδιασμένη συστοιχία μπαταριών. Επιβεβαιώστε ότι τα έγγραφα αντιστοιχούν ακριβώς στη μπαταρία που παρεδόθη για το έργο.

Οι προδιαγραφές της μπαταρίας θα πρέπει επίσης να καθορίζουν:

• Μέγιστη Τάση Φόρτισης

• Ρεύμα φόρτισης και εκφόρτισης

• Όρια προστασίας

• Οθόνη και Θερμοκρασία Αποθήκευσης

• Αναγνώριση κυψελίδων και συστοιχιών

• Πολικότητα συνδέσμων

• Απαιτήσεις για καλώδια και επαφές

• Εξακολούθηση παραγωγής

8. Ερωτήσεις που πρέπει να θέσετε σε προμηθευτή ESL μπαταριών

Πριν παραγγείλετε πρωτότυπα, παρέχετε στον προμηθευτή περισσότερες πληροφορίες από την επιθυμητή τάση και χωρητικότητα.

Μια χρήσιμη αίτηση για μπαταρία ESL θα πρέπει να περιλαμβάνει:

1. Διαθέσιμες διαστάσεις του χώρου μπαταρίας

2. Μέγιστο επιτρεπόμενο πάχος

3. Ονομαστική και λειτουργική περιοχή τάσης

4. Μετρούμενο ρεύμα αναμονής

5. Μέγιστο ρεύμα παλμού και διάρκεια

6. Αριθμός ενημερώσεων ανά ημέρα

7. Πρωτόκολλο ραδιοσυχνοτήτων

8. Μέγεθος οθόνης και διαμόρφωση χρωμάτων

9. Προφίλ λειτουργίας LED ή αισθητήρα

10. Οθόνη και Θερμοκρασία Αποθήκευσης

11. Προβλεπόμενη διάρκεια ζωής

12. Μέθοδος φόρτισης, εφόσον ισχύει

13. Απαιτήσεις συνδέσμου, καλωδίου, επαφής και πολικότητας

14. Απαιτούμενα πιστοποιητικά και αγορές προορισμού

15. Πρωτότυπα και ετήσιες ποσότητες παραγωγής

Η πρόωρη παροχή αυτών των πληροφοριών διευκολύνει τον προσδιορισμό του κατά πόσον μία τυποποιημένη κυψέλη είναι κατάλληλη ή αν δικαιολογείται η χρήση προσαρμοστικής μπαταρίας.

Συχνές Ερωτήσεις

Ποια είναι η καλύτερη μπαταρία για μία ηλεκτρονική ετικέτα ραφιού (ESL);

Δεν υπάρχει μία μοναδική «καλύτερη» μπαταρία για όλες τις ESL. Οι πρωτογενείς μπαταρίες λιθίου-διοξειδίου μαγγανίου χρησιμοποιούνται ευρέως για ετικέτες με μεγάλη διάρκεια ζωής και σπάνιες ενημερώσεις. Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες λιθίου-πολυμερούς είναι καταλληλότερες για λεπτές, επαναφορτιζόμενες, συχνά ενημερούμενες ή πλούσιες σε λειτουργίες σχεδιάσεις ESL.

Μπορεί μία επαναφορτιζόμενη μπαταρία λιθίου-πολυμερούς να τροφοδοτήσει μία ESL επί δέκα χρόνια;

Δεν πρέπει να υποτίθεται χωρίς εφαρμογο-ειδική δοκιμή. Η διάρκεια ζωής εξαρτάται από τη χημεία της κυψέλης, τη χωρητικότητα, την αυτοεκφόρτιση, τη θερμοκρασία, το ρεύμα αναμονής, τη συχνότητα ενημέρωσης και την απόδοση κορυφής. Ένα επαναφορτιζόμενο σύστημα LiPo απαιτεί επίσης μία ρεαλιστική στρατηγική φόρτισης ή συντήρησης.

Πώς υπολογίζεται η χωρητικότητα της μπαταρίας μίας ESL;

Η χωρητικότητα πρέπει να υπολογίζεται από το μετρούμενο ρεύμα κατά την κατάσταση αναμονής, τα ασύρματα γεγονότα, τις ανανεώσεις της οθόνης, τα LED και άλλα φορτία. Το αποτέλεσμα πρέπει στη συνέχεια να συμπεριλαμβάνει τις απώλειες, την γήρανση, τις επιδράσεις της θερμοκρασίας, τη χρήσιμη χωρητικότητα στην τάση αποκοπής και ένα μηχανικό περιθώριο ασφαλείας.

Γιατί ένα ESL επαναφέρεται κατά την ενημέρωση της οθόνης;

Μία συνηθισμένη αιτία είναι μία προσωρινή πτώση τάσης υπό παλμικό φορτίο. Η χαμηλή θερμοκρασία, μία γηρασμένη μπαταρία, η υψηλή εσωτερική αντίσταση, λεπτά καλώδια ή η αντίσταση συνδετήρων μπορούν να μειώσουν την τάση τροφοδοσίας κάτω από το ελάχιστο επιτρεπόμενο επίπεδο λειτουργίας του MCU.

Μπορεί μία τυπική κυψέλη LiPo να χρησιμοποιηθεί σε ένα ESL κατάψυξης;

Μόνο εάν η κυψέλη έχει πιστοποιηθεί και δοκιμαστεί για την απαιτούμενη θερμοκρασία. Πρέπει να ληφθούν υπόψη τόσο η ικανότητα εκφόρτισης σε χαμηλές θερμοκρασίες όσο και οι περιορισμοί φόρτισης. Ορισμένα έργα ψυχρής αλυσίδας ενδέχεται να εξυπηρετούνται καλύτερα από ειδικές κυψέλες χαμηλής θερμοκρασίας ή από πρωτογενή λιθιούχα χημεία.

Τελικές σκέψεις

Η επιλογή μιας μπαταρίας λιθίου-πολυμερούς για μια ηλεκτρονική ετικέτα ράφιου αποτελεί μια μηχανική απόφαση σε επίπεδο συστήματος. Η χωρητικότητα έχει σημασία, αλλά εξίσου σημαντικά είναι και η ανοχή στο πάχος, το ρεύμα κορυφής, η τάση αποκοπής, η θερμοκρασία, η γήρανση και η στρατηγική φόρτισης.

Για μια λεπτή επαναφορτιζόμενη ετικέτα ESL, μια προσαρμοσμένη κυψέλη LiPo μπορεί να αξιοποιεί καλύτερα τον εσωτερικό χώρο και να απλοποιεί τη μηχανική ενσωμάτωση. Για μια συμβατική ετικέτα που αναμένεται να λειτουργεί για πολλά χρόνια χωρίς φόρτιση, μια πρωτογενής μπαταρία λιθίου μπορεί να προσφέρει καλύτερη ισορροπία μεταξύ διάρκειας ζωής και κόστους συντήρησης.

Η Cowon υποστηρίζει έργα μπαταριών για ηλεκτρονικές ετικέτες ράφιου (ESL) με τυποποιημένες και προσαρμοσμένες επιλογές μπαταριών, συμπεριλαμβανομένης της αξιολόγησης του μεγέθους της κυψέλης, των καλωδίων, των συνδετήρων, των επαφών, των κυκλωμάτων προστασίας και της διαμόρφωσης μπαταρίας εξειδικευμένης για την εφαρμογή.

Για να αξιολογήσετε μια μπαταρία ESL, στείλτε μας τον διαθέσιμο χώρο για τη μπαταρία, το εύρος τάσης, τη συχνότητα ενημέρωσης, τη θερμοκρασία λειτουργίας και την αναμενόμενη ετήσια ποσότητα. Η ομάδα μας μπορεί να σας βοηθήσει να εξετάσετε τις απαιτήσεις και να σας προτείνει μια κατάλληλη λύση μπαταρίας.