9V à 5V régulé ou 6V à 5V régulé? Lequel est le plus efficace?

J'ai le choix entre 1 pile Duracell 9V ou 4 piles Duracell AA. Je veux réguler la tension à 5V avec un 7805. D'après ce que je comprends, les régulateurs de tension convertissent simplement l'énergie indésirable en chaleur pour atteindre la tension régulée.

Ma meilleure estimation de l'efficacité est d'utiliser les quatre piles AA, moins d'énergie gaspillée et plus de mAh. Dois-je examiner la tension de chute de ces différentes sources d'alimentation?

Mon application consiste à alimenter un MCU lors de l'enregistrement des données sans avoir à changer souvent les piles. Il serait préférable d'avoir l'option mAh la plus élevée, mais avec une tension maintenue.

Y a-t-il un endroit où je peux chercher pour obtenir plus d'informations à ce sujet? Ou pourrais-je être éclairé?

Ni l'un ni l'autre n'est un bon choix.

Comme vous le dites, la batterie 9 V sera assez inefficace. Les batteries 9 V sont assez pauvres en termes de densité d'énergie, et vous allez alors gaspiller 44% de ce que vous obtenez dans le régulateur.

4 piles AA feront environ 6 V au mieux, ce qui est bien en deçà de ce qu'un régulateur 7805 requiert comme entrée pour produire une sortie 5 V fiable. Si vous suivez cette voie, vous avez besoin d'un régulateur LDO (low drop out). Il y en a beaucoup qui peuvent réguler 6 V jusqu'à 5 V.

L'efficacité est assez décente avec les 4 piles AA (83%), mais le problème est que vous n'obtiendrez pas la durée de vie complète de ces piles. Même un LDO a besoin d'une certaine marge pour fonctionner, chiffre 300 mV environ, bien que vous ayez besoin de consulter des fiches techniques pour les chiffres réels. Cela signifie que vos 4 batteries doivent fournir au moins 5,3 V, soit 1,33 V par cellule. Il reste encore beaucoup d'énergie dans une pile AA normale à 1,33 V. L'énergie que vous obtenez sera utilisée assez efficacement, mais vous en laisserez beaucoup dans la batterie.

Alors que faire? Il existe plusieurs options:

1. N'utilisez pas 5 V. Pourquoi voulez-vous quand même 5 V? Les microcontrôleurs modernes fonctionnent à 3,3 V, tout comme la plupart des autres circuits auxquels vous vous connectez. Celles-ci ont également tendance à être plus efficaces en termes de calculs / joule, donc vous gagnez aussi sur ce compte. 4 AA dans un LDO de 3,3 V est moins efficace pour établir la tension cible finale, mais vous aurez probablement besoin de moins de courant et vous pourrez décharger les batteries jusqu'à leur fin.

2. Utilisez un petit commutateur. Il existe différentes petites puces de commutation destinées exactement à cette application. Microchip en fait de belles que j'ai utilisées à quelques reprises, mais je ne me souviens pas du numéro de pièce sur le dessus de ma tête. Vérifiez leur guide de sélection. Avec un commutateur, vous n'avez plus à faire correspondre la tension de la batterie et la tension du circuit. Maintenant, vous pouvez utiliser 2 piles AA, qui contiennent toujours plus d'énergie qu'une pile 9 V, vous pouvez utiliser leur énergie efficacement et vous pouvez les aspirer complètement à sec. Ceci avec un circuit de 3,3 V serait la meilleure approche du point de vue de la puissance. Je l'ai fait moi-même plusieurs fois.

Comme vous l'avez dit, le 7805, un régulateur linéaire, transforme une tension plus élevée en une tension plus basse, la différence étant dissipée sous forme de chaleur. Ce n'est pas très efficace, surtout avec des tensions plus élevées. Un régulateur à découpage est beaucoup plus efficace.

En ce qui concerne l'utilisation de 4 AA, en supposant des piles alcalines de 1,5 V et non des piles NiCD / NiMH rechargeables de 1,2 V, vous auriez 6 volts. 6 Volts n'est pas suffisant pour le 7805. Une meilleure option serait un LDO (Low Dropout Regulator) comparable. Vous en voudriez / auriez besoin d'une qui a une chute (différence de tension minimale requise entre l'entrée et la sortie) de moins de 1 volt, car vous devez également considérer que les batteries se déchargent à 5,6 V (0,1 V par batterie) ou moins après une certaine utilisation.

Mais la meilleure question est, avez-vous besoin de 5v? 4 Les piles rechargeables de 1,2 V fournissent 4,8 V, ce qui est dans la plupart des plages de fonctionnement de 5 V IC. Ou utilisez 3 piles ordinaires pour 4,5 (ou 2 pour 3v) si votre IC / microcontrôleur a une plage d'entrée plus large. Vous pourriez même ne pas avoir besoin d'un régulateur, selon votre configuration.

L'autre option serait d'alimenter votre microcontrôleur 5v à partir de 2 batteries (3v) en utilisant un régulateur élévateur, dont beaucoup ont une efficacité de 75 à 90%.

Le 7805 a besoin d'une entrée de 7 V environ pour réguler correctement, ce que vous n'obtiendrez pas de quatre cellules AA. Un régulateur LDO serait plus sensé. J'utiliserais les piles AA plutôt qu'une pile 9 V, elles dureront beaucoup plus longtemps.

De nombreux microcontrôleurs modernes n'ont pas besoin de régulateur (cela gaspille de l'énergie) et peuvent fonctionner à partir de deux cellules AA.

Lors du choix des batteries, il faut s'efforcer d'avoir une tension d'entrée qui, pour la durée de vie de la batterie, sera toujours supérieure ou inférieure à la tension cible. Si vous utilisez une bonne puce d'alimentation à découpage (et les composants associés), vous obtiendrez une efficacité bien meilleure qu'avec un 7805. Si vous avez besoin de cinq volts, l'utilisation d'une batterie de 9 volts avec un commutateur convenable vous permettra de fonctionner jusqu'à ce que le la batterie est pratiquement épuisée (0,9 volt par cellule). Si vous pensez à un 7805 pour des raisons de simplicité, vous devriez plutôt envisager d'utiliser un module d'alimentation à découpage à trois broches qui est conçu pour tomber dans des endroits qui utiliseraient normalement un 7805. Le 7805 est assez bien obsolète pour seulement sur n'importe quel but; même si vous voulez quelque chose de simple et pas cher, l'utilisation d'un autre régulateur linéaire doublerait probablement la durée de vie d'une batterie de 9 volts avant qu'une alimentation +5 ne commence à s'affaisser; un commutateur pourrait probablement étendre les choses encore plus loin.