10年のバッテリー寿命の腕時計はどのように可能ですか？

カシオは「10年のバッテリー寿命」を備えた一握りの腕時計を提供しています。その主張は、「高度な技術」のおかげで、これらの時計のバッテリー寿命は10年に延長されたということです。

さまざまなモデルを見ると、かなり複雑であるため、エネルギーを消費する可能性が高いことがわかります。たとえば、AW-80-1AVモデルには、液晶ディスプレイと手があり、LED照明とアラーム音もあります。

私は最初に、おそらくバッテリーが鍵だと思った。モデルAW-80-1AVはCR2025で実行されます。Energizer CR2025データシートでは、このバッテリーの公称出力電圧は3ボルトであり、公称容量は163 mAhであるため、0,489ボルトアンペア時のエネルギーを保存します。

比較のために、スウォッチの典型的な基本モデルは、公称出力電圧が1,55ボルトで公称容量が60 mAhのRenata酸化銀390（SR1130SW）バッテリーで約3年稼働し、したがって、0,093ボルトアンペア時のエネルギーを保存します。

したがって、CR2025には約5倍のエネルギーが保存されますが、Swatchの基本モデルには手しかありません。デジタルディスプレイ、照明、アラームはありません。

明らかに、10年のバッテリー寿命を可能にする大きなバッテリー以上のものが必要です。

かなりエネルギーを消費する腕時計で、10年間のバッテリー寿命はどのように可能ですか？

10年=〜87650時間。
1 uAのドレインには、10年で87.75 mAhが必要です。 = 10 mAh / uA /年または = 100 mAh / uA / 10年に
近いSOMシェルフライフ低下

したがって、引用した163 mAhバッテリーは、平均1.63 uAを供給します。
技術、サイズ、運を推し進めると、平均で5 uAになります。

86400秒/日があります。1日1440分です。

例えば、アラームの使用は、10年を得るために許容される使用において非常に制限されていることがわかります。1 uAのドレインがアラーム用である場合、24 uA.hr/dayまたは86400 uA.secondsまたは86 mA.secondsを取得します。これは、3 Vで約240 mW秒です。または、5 x 50 mW x 1秒のバースト/日と言います。

LEDは1 mAで十分な照明を提供できます。1日5回x 1秒= 5 mA.sec = 5000 uA.secまたは「のみ」5000/86400 = 0.06 uAの平均ドレインで使用します。必要に応じて増加します。

約1 uAでICを保持する時間を実行できますか？
多分そう。

したがって、全体としては、「本当に本当に本当に賢くて慎重であれば、概念的には可能」の領域に分類されます。
カシオは、これまでに非常に賢明であると期待することができます。

何らかのエネルギーハーベスティングが使用されている場合、すべての賭けが有効になっていることに注意してください。uAまたはいくつかのサウンドを実行可能にします。

実際の例：

他にもたくさんあります。

2012年9月、ユーザーHliはコメントしました。

ARM Cortex M3 MCUであるEFM32は、LCDの駆動中に約1.45µAで実行できます（LCDの場合は550nA、RTCの実行とRAMの保持には900nA）。したがって、時間だけを保持するチップは、それよりはるかに少ない上で実行できるはずです

彼がその後提供したリンクは現在壊れているので：

EFM32「Gecko」ファミリーは、SilabsのM0 +、M3、M4 ARm Cortexマイクロコントローラーです

Silabs EFM32検索

ワンダーゲッコー

• EFM32™Wonder Gecko 32ビットARM®Cortex®-M4マイクロコントローラーSilicon LabsのEFM32™Wonder Gecko 32ビットマイクロコントローラー（MCU）ファミリーには、完全なDSP命令セットを提供するARM®Cortex®-M4コアに基づく60個のデバイスが含まれますより高速な計算パフォーマンスのためのハードウェアFPUが含まれています。

  Wonder Gecko MCUは、最大256 kBのフラッシュメモリ、32 kBのRAM、および最大48 MHzのCPU速度を備えています。MCUには高度に差別化されたGeckoテクノロジーが組み込まれており、柔軟な範囲のスタンバイモードとスリープモード、設計者がCPUウェイクアップや超低スタンバイ電流なしで多くの機能を実装できるインテリジェントペリフェラルなど、エネルギー消費を最小限に抑えます。Wonder Geckoは、アクティブおよびスタンバイの電力消費が最も少ないため、世界で最もエネルギーに優しいCortex-M4 MCUです。

その他のxxx-Geckoバリアント M0 +、M3、M4

「Gecko」のDigikeyリスト -軍団

LCD EFM32TG822F32-QFP48Tを使用した100年代で最も低いコスト$ 2.03 / 100 Digikey

RTC実行時の最小消費電力モード-EM2-ディープスリープ

EM2では、高周波発振器はオフになっていますが、32.768 kHz発振器が動作していると、選択した低エネルギー周辺機器（LCD、RTC、LETIMER、PCNT、LEUART、I 2C、LESENSE、OPAMP、WDOG、およびACMP）が引き続き使用可能です。これにより、RTCを有効にすると、わずか1.0 µAの低消費電流で高度な自律動作が実現します。パワーオンリセット、ブラウンアウト検出、フルRAMおよびCPU保持も含まれています。

EM1-スリープ

EM1では、CPUはスリープ状態にあり、消費電力はわずか51 µA / MHzです。 DMA、PRS、メモリシステムを含むすべての周辺機器が引き続き利用可能

EM0-実行中

EM0では、フラッシュからコードを実行するときにCPUが実行され、わずか150 µA / MHzを消費します。すべての周辺機器をアクティブにできます。

したがって、EM0で1 ms / s実行すると、EM2スタンバイ負荷に0.15 uAが追加されます。

全体として、必要に応じて平均約1 uAでEM2に加えてEM0で動作させると、10年/ 163 mAhのサンプル目標を達成できます。

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環境発電：

振動と動きがエネルギー源になる可能性があります。

シリコンソーラーPV /ソーラーパネルは実現可能と思われます。
非常に大まかに利用可能な電力は、1太陽= 100,000ルクスで150ワット/ m ^ 2です。
これらの定格で10ルクスの10mm x 10mmの「パネル」は、〜= 150ワットx（0.01mx 0.01m）x 10lux / 100000lux = 15マイクロワットを提供します。

10ルクスは部屋の明かりが薄暗い-色がモノクロにフェードするレベルです。薄暗い！
そのような感度レベルをこのような低光レベルで維持できる場合（他の「化学」で可能性が非常に高い）、光パワーは実行可能に見えます。

おそらくそれらの時計は、何らかの種類の環境発電システムを使用して充電式バッテリーを再充電するのでしょうか？

自動クォーツ時計は機械式自動巻き腕時計のように、それを身に着けている人の日々の動きからエネルギーの少量を引き出し、エネルギーハーベスティング機構を備えています。

太陽電池時計は、周囲の光からエネルギーを引くために小さな太陽電池を使用します。（日光よりもはるかに暗い室内光でさえ、時計を動かし続けるのに十分です）。

このような時計は、通常、外部の電源から切断された場合（手首を外したり、暗い部屋に置いたりした場合など）、1日程度正常に動作します。次に、内部タイミングを除くすべてがオフになる低電力状態に入ります。LCDディスプレイがブランクになり、針が止まります。時計には、少なくとも1か月間内部のタイミングを維持できるパワーリザーブがあります。あるメーカーは、4年間のパワーリザーブを備えた時計を持っていると主張しています。それを手に取って振ると、バッテリーが充電を開始し、「針が現在の時刻に合わせて魔法のように回転します」。（a）。

非常に低い消費電力で電子デバイスを構築する方法の詳細情報をお探しですか？次に、低電力エレクトロニクスに関するJeelabsのメモをお楽しみください（b）。1つのJeeNodeは、1回のバッテリー充電で2年以上実行されています（2010年8月21日に充電され、2012年9月15日まで稼働し続けます）。（c）

それとも、バッテリーが時期尚早に故障するのを防ぐ技術をお探しですか？バッテリーを10年以上にわたって何度も再充電することは、プライマリセルを10年持続させることよりも「簡単」ですが、「簡単」にはなりません。元の充電式バッテリーが5年未満で切れたときに、いくつかの家庭用電化製品用に新しい充電式バッテリーを買いました。（これが特にイライラするのは、5年前の機器が数年前に生産を停止し、現在利用できない特殊な形状のバッテリーを使用しているときです。光沢のある新しい奇妙な形のバッテリーもすべて5年後に同様に利用できなくなると思います。 ）。電池が時期尚早に故障しないようにする方法は、別の良い質問になります-私は答えを知っていたらいいのにと思います。

ここで重要なのは、スイープ秒針がないことです。分針は20秒ごとに1回だけ増加し、それが手に発生する唯一の動きです。