Kılavuz: Gömülü Cihazlar için Piller

Piyasada bulunan birçok pil ile gömülü cihazlar için pil seçimi zorlayıcı bir deneyim olabilir.

Bugün, bu şüpheleri ortadan kaldıracağız. Piller hakkında bilmeniz gereken her şeyi öğrenin ve gömülü cihazınız veya ürününüz için uygun bir pil nasıl seçeceğinizi keşfedin.

Pillere Kısa Bir Giriş

Elektrik pilleri, cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar ve diğer taşınabilir cihazlar gibi elektronik aletleri çalıştırmak için kullanılır. Piller, kimyasal reaksiyonlar geçiren hücreler içerir. Genel anlamda, bu reaksiyonlar elektron akışına neden olur; bu da cihazlarımıza güç sağlayan akımdır.

Piller ‘birincil’ veya ‘ikincil’ olabilir. Birincil piller yalnızca tek kullanımlık olarak tasarlanmıştır, oysa ikincil piller elektrik akımı uygulayarak birden fazla kez deşarj edilebilir ve şarj edilebilir. Bu nedenle, ikincil piller de şarj edilebilir piller olarak bilinir.

Pilde kullanılan kimyasallara bağlı olarak, farklı kullanımlar için uygun olabilirler. Örneğin, alkali piller tüketici cihazlarında yaygın olarak kullanılır. Diğer pil türleri arasında lityum, çinko-hava veya gümüş-oksit pilleri bulunur.

Pillerdeki temel kimya hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın.

Gömülü Cihazlardaki Piller

Pil gücü, gömülü cihazlarımızı elektrik hatlarının kolayca mevcut olmadığı durumlarda kullanmamıza olanak tanır. Diğer durumlarda, cihazlarımızın taşınabilir olması gerekebilir. Taşınabilir elektronik uygulamalar için pil, cihazımızın düzgün çalışmasını sağlamak açısından kritik öneme sahiptir.

Yeterli güce sahip olmanın yanı sıra, pillerin form faktörleri de kritik olabilir. Piller ayrıca genellikle iyi bir şarj tutma kapasitesine sahip olmalı ve uygun bir bakım döngüsü için yeterli bir ömür sağlamalıdır (varsa).

Daha fazla uzatmadan, gömülü cihazlarımız için uygun pilleri seçerken dikkate almanız gereken bazı hususlara bakalım!

Özellikleri Bilin

Pil kimyaları çeşitli ve oldukça karmaşık olabileceğinden, genellikle pilimizi seçmek için pil özelliklerine güveniyoruz.

Pil Voltajı

Pil voltajı volt (V) cinsinden ölçülür. Güç vermeye çalıştığımız gömülü cihaz için doğru voltaj değerine sahip bir pil kullanmak önemlidir. Aksi takdirde, cihaz arızalanabilir veya hiç çalışmayabilir – hatta zarar görebilir.

Üreticilerin belirttiği voltaj değeri genellikle nominal bir ölçümdür. Bir pil tam şarjda iken voltajı genellikle daha yüksek bir voltajla başlar ve hızla nominal değerine düşer.

Daha sonra, voltaj zamanla yavaşça azalır ve voltaj, pilin tamamen deşarj edilmiş veya boş olduğunu düşünmek için yeterince düşük bir seviyeye (kesim voltajı olarak adlandırılır) ulaşana kadar devam eder.

Kesim Voltajı

Kesim voltajı genellikle pilin boş durumunu tanımlar. Bunun nedeni, pilin sağlayabileceği voltajın, derecelendirildiği cihazları çalıştırmak için artık yeterli olmamasıdır.

Pil Kapasitesi

Bir pilin kapasitesi, ne kadar enerji depolayabileceğinin bir ölçüsüdür ve genellikle Amper-saat (Ah) cinsinden ifade edilir. Bir pilin Amper-saat kapasitesi, pilin akımını (Amper cinsinden A) alarak, bu akımın pil tarafından sağlanabileceği toplam süre ile çarpılarak hesaplanır.

Örneğin, 4000 mAh kapasiteye sahip cep telefonu pilleri, bir saat boyunca 4000 miliamper akımın enerji eşdeğerini sağlayabilir.

Deşarj Akımı

Bir pil belirli bir miktarda enerji içerse de, güvenli bir şekilde cihazlarımıza deşarj edilebilecek veya sağlanabilecek akım veya oran sınırlıdır. Bir pilden çekilebilecek akım, C cinsinden ölçülür. Daha yüksek bir C değeri, pilden zarar vermeden daha fazla akım çekilebileceği anlamına gelir.

Döngü Ömrü

Şarj edilebilir piller için döngü ömrü, pilin performansının çok fazla bozulmadan önce kaç deşarj-şarj döngüsü geçirebileceğini tanımlar. Döngü ömrü özellikleri genellikle tahmini değerlerdir çünkü standart koşullar altında test edilirler ve bu koşullar uygulamalarımızdan farklı olabilir.

Tavsiye Edilen Şarj Akımı

Bu, pilin başlangıçta (yaklaşık %70) şarj edilmesi gereken ideal akımdır ve ardından sabit voltaj şarjına geçilir.

Bir pilin şarj akımı, özellikle güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarını düşünüyorsak önemlidir. Tavsiye edilen şarj akımına ulaşmak için yeterli güneş enerjisi yoksa, pilimiz ihtiyaç duyulduğunda yeterince şarj edilmemiş olabilir.

Çalışma Ortamını Düşünün

Yeterince güçlü veya büyük bir pil seçmek yeterli değildir. Çalışma ortamını göz önünde bulundurmak, ürünün etkinliğini artırmanın yanı sıra, kullanıcılar için ömrünü ve güvenliğini de artıracaktır.

1. Form Faktörü

Pilimizin uygulamamız için uygun boyut ve ağırlıkta olması önemlidir. Bir elektrikli araç için tasarlanmış bir pil, büyük ve güçlü olsa da, bir akıllı telefon gibi kompakt bir cihazda kullanmak için çok büyük ve ağırdır. Bu, mobil gömülü sistemler için özellikle doğrudur, çünkü bunlar küçük bölmelere sığması veya hatta giyilebilir olması gerekebilir.

2. Çalışma Sıcaklığı

Piller en iyi oda sıcaklığında çalışır. Çok soğuk veya çok sıcak sıcaklıklarda, pilin kapasitesi ve performansı azalır.

Uygun sıcaklıklarda çalışacak şekilde derecelendirilmiş pilleri seçtiğinizden emin olun. Örneğin, lityum demir fosfat pilleri soğuk hava için daha uygundur ve -20 C (-4F) gibi düşük sıcaklıklarda şarj olabilme kapasitesine sahiptir.

Hem şarj hem de deşarj için sıcaklık aralıklarının dikkate alınması gerektiğini unutmayın.

3. Toz, Nem ve Diğerleri

Modern piller büyük miktarda kimyasal enerji depolayabilir. Sonuç olarak, havaya maruz kaldıklarında tehlikeli olabilecek reaktif bileşenlere sahiptirler. Cihazınızın sert bir ortamda kullanılacaksa, toz, nem ve kimyasal girişleri dışarıda tutmak için piliniz için özel muhafazalar ve contalar düşünün.

Pili Seçme

Artık temel bilgileri kapsadığımıza göre, gömülü cihazlarımız için pilleri seçme zamanı. Nihayetinde, bir pil seçmek aşağıdaki ana sorulara dayanır:

1. Birincil mi yoksa şarj edilebilir mi?
2. Gerekli voltaj, akım ve kapasite nedir?
3. Çalışma sıcaklığı nedir?
4. Hangi form faktörüne ihtiyacınız var?
5. Ne kadar bakım yapılabilir?
6. Piliniz için özel bir muhafazaya ihtiyaç var mı?

İşte bazı popüler pil seçenekleri:

Şarj Edilemeyen Piller

Tür	Avantajlar	Dezavantajlar	Kullanım Alanları
Alkali Piller	Küçük boyut, Verimli, Düşük Sızıntı	Yüksek maliyet	El fenerleri, uzaktan kumandalar, küçük aletler
Jeton Pil Pilleri	Hafif, yüksek yoğunluk, düşük maliyet, yüksek nominal voltaj	Bir tutucuya ihtiyaç duyar, Düşük akım çekme kapasitesi	Saatler, duvar saatleri, minyatür elektronik ürünler

Yaygın İkincil Piller

Tür	Kurşun Asit	NiCd	NiMH	Li-Ion*
Hücre Voltajı	2V	1.2V	1.2V	3.2-3.6V
Deşarj Kesim Voltajı	1.75V	1.00V	1.00V	2.50V
Deşarj Akımı	5C	20C	5C	2C veya >30C
Döngü Ömrü	200-300	1000	300-500	500-1000
Kendiliğinden Deşarj / ay	5%	20%	30%	<5%
Şarj Sıcaklığı	-20 ile 50 oC	0 ile 45 oC	0 ile 45 oC	0 ile 45 oC
Deşarj Sıcaklığı	-20 ile 50 oC	-20 ile 65 oC	-20 ile 65 oC	-20 ile 60 oC
Bakım Gereksinimi	3-6 ay	Tam deşarj, tam kullanımda her 90 günde bir	Tam deşarj, tam kullanımda her 90 günde bir	Gerek yok
Maliyet	Düşük	Orta	Orta	Yüksek

Genel kullanım için, Li-ion pillerin bakım gerektirmemesi, yüksek döngü ömrü ve düşük kendiliğinden deşarj nedeniyle en uygun seçenek olduğunu görebilirsiniz. Bu nedenle, dizüstü bilgisayarlar ve cep telefonları gibi birçok cihazda popülerdirler. Ancak bir dezavantajı maliyettir.

Farklı pil türleri ve avantajları hakkında daha fazla bilgi için lütfen ziyaret edin:

• Farklı Pil Türleri ve Kullanım Alanları
• İkincil Pillerin Karşılaştırma Tablosu

Pilinizi Koruma İpuçları

Pil performansı zamanla ve kullanım ile doğal olarak bozulsa da, uygun bakım ve ilgi, gömülü cihazlarımızdaki pilleri korumak için uzun bir yol kat edebilir.

1. Mümkünse, pilleri her zaman oda sıcaklığında çalıştırın
2. Pilleri yavaşça şarj edin ve deşarj edin. Yüksek hızlarda yan reaksiyonlar daha hızlı gerçekleşir, bu da pil kapasitesine ve ömrüne zarar verir.
3. Genel olarak, aksi belirtilmedikçe bir pili tamamen deşarj etmeyin. Tam deşarj, pil kimyasını geri dönüşü olmayan şekilde değiştirebilir.
4. Seçilen pilin gereksinimlerini inceleyin ve anlayın. Örneğin, bazı nikel bazlı pillerin ara sıra tamamen deşarj edilmesi gerekebilir.
5. Deşarj derinliğinizi (DOD) azaltın. Kısacası, şarj döngüleri arasında daha düşük bir deşarj, pilin döngü ömrünü büyük ölçüde artırabilir.

Başlamak için Bazı Piller ve Araçlar

Başlamak için bazı önerilerimiz burada! En iyi sonuçlar için, her bir ürün sayfasındaki ürün spesifikasyonlarına her zaman başvurun.

Not: Li-ion / Li-Po piller genellikle küçük elektronik aletler için yeterli olacağından, bu bölümde onların önerilerine daha fazla odaklandık. Daha fazla pil için lütfen pil kataloğumuza göz atın.

Genel Amaçlı Pil – Pil Kiti – 3.7V 520mAh

Bu pil kiti, bir pil ve bir pil göstergesi kartı içerir. Pil göstergesi kartı, pilin şarj seviyesini rahatça göstermek için 4 LED içerir. Ayrıca, başka bir pil ile kullanmak isterseniz standart JST-1.0 ve JST-2.0 konektörlerini taşır.

Yenilenebilir Şarj Kapasiteleri – Güneş Panelleri ve Kumaşlar

Güneş çözümleri, gömülü cihazlarımızı beslemek için çevre dostu bir çözümdür. Şarj etme ihtiyacı olmadığı ve az bakım gerektirdiği için, güneş panelleri veya kumaşlar, uzak bölgelerde uzun süre dayanması gereken cihazlar için kullanılabilir.

Ancak, güneş enerjisinin mevcut güneş ışığına büyük ölçüde bağımlı olduğunu ve tipik bir pile kıyasla büyük deşarj akımları sunmadığını unutmayın. Kritik işlemler için, acil durumlar için güneş enerjisini bir pil ile birleştirmek önerilir.

Akıllı Pil Çözümü – LiPo Rider Pro

LiPo Rider Pro, pil gücünü güneş enerjisi ile desteklemek istiyorsanız gömülü cihazınız için mükemmel bir aksesuardır. İki standart JST-2.0 konektörü ve bir LED göstergesi ile donatılmış olan entegre devre, her iki kaynaktan cihazınıza güç akışını rahatça yönetir. Güneş enerjisi ile pili şarj etmek için bile kullanılabilir. Sadece tak ve çalıştır!

Özel Piller (Wio Terminal, Seeduino Xiao Pilleri)

Bazı cihazların, özel olarak geliştirilmiş pilleri veya pil aksesuarları vardır. Bu durumda, kesinlikle cihazınızla uyumlu olacakları için bunları tercih etmenizi şiddetle öneririz. Örneğin, Wio Terminal ve Seeeduino XIAO için önerilerimiz burada.

• Wio Terminal – Wio Terminal Şasi Pili 650mAh
• Seeeduino Xiao – Seeeduino XIAO için Grove Shield – entegre pil yönetim çipi ile
• Seeeduino Xiao – Seeeduino XIAO Genişletme Kartı

Sonuç

Tebrikler! Artık mobil gömülü cihazlarınız için pilleri seçmek için yeterli bilgiye sahipsiniz.

İdeal pilimizi bulma sürecinin zorlayıcı ve bazen sinir bozucu olabileceğini unutmayın, ancak bir pil, mobil bir ürünün en iyi şekilde çalışmasını sağlayan unsurdur!