Pil Ömrü Hesaplama

Pil ömrü nasıl hesaplanır?

Pil ömrünün kaba hesabı bir bölme işlemidir: pilin kapasitesi (mAh) devrenin çektiği ortalama akıma (mA) bölünür ve sonuç saat olarak çıkar. 2000 mAh'lik bir kalem pil, sürekli 20 mA çeken bir devreyi kâğıt üstünde 100 saat besler. Ama bu üst sınırdır: pil boşaldıkça gerilimi düşer ve devre kapasitenin tamamını kullanamadan çalışmayı bırakır, soğuk hava kapasiteyi ayrıca düşürür, araya giren regülatör de bir pay alır. Bu yüzden hesap bir "gerçek hayat payı" ile çarpılır; varsayılan %85 tipik bir oda sıcaklığı değeridir. Arada uyanıp uyuyan devrelerde çekilen akım sabit değildir: uyanık akım uyanık süreyle, uyku akımı da kalan süreyle ağırlıklandırılıp ortalama akım bulunur — asıl ömrü belirleyen sayı budur.

Uyku akımı çoğu projede ömrü belirleyen sayıdır

15 dakikada bir 3 saniye uyanan bir sensör, zamanının binde üçünde uyanıktır. Böyle bir devrede toplam tüketimin büyük kısmı çoğu zaman uyanık anlarda değil, aylarca süren uyku anlarında birikir. Uyku akımını 150 µA'dan 15 µA'ya düşürmek ömrü haftadan aya çıkarabilir.

Kartın üstündeki güç LED'i ve regülatör bu yüzden önemlidir: sürekli yanan bir LED tek başına 5-10 mA çeker ve derin uykuya inmiş bir devrenin bütün kazancını siler. Pille çalışacak projede güç LED'i sökülür veya bacağı kesilir.

mAh ile Wh aynı şey değildir

mAh yalnızca akımı sayar, gerilimi saymaz. 2000 mAh'lik 1,5 V'luk bir kalem pil ile 2000 mAh'lik 3,7 V'luk bir lityum hücre aynı enerjiyi taşımaz; ikincisi yaklaşık iki buçuk kat fazla enerji içerir. Enerjiyi karşılaştırmak istiyorsan watt-saate bak: Wh = mAh × V / 1000.

Aynı sebeple powerbank etiketleri yanıltıcıdır: 10.000 mAh'lik bir powerbank, içindeki hücre 3,7 V olduğu için çıkışta 5 V'ta 10.000 mAh vermez — dönüştürme kayıplarıyla birlikte pratikte 6.000-6.500 mAh civarı bir değer verir.

Seri ve paralel bağlamada kapasite ne olur?

Aynı pilleri paralel bağlarsan kapasite toplanır, gerilim değişmez: iki adet 2000 mAh'lik hücre paralelde 4000 mAh, aynı gerilimde. Seri bağlarsan gerilim toplanır, kapasite (mAh) değişmez: aynı iki hücre seride iki katı gerilim verir ama yine 2000 mAh'tir.

Bu araca girilecek kapasite, devrenin beslendiği paketin toplam mAh değeridir. Paralel bağladığın hücrelerin mAh'lerini topla; seri bağladıklarında ise tek hücrenin mAh değerini yaz.

Hangi pil tipi ne verir? Kaba bir karşılaştırma

Tablodaki en çok yanılan satır 9 V bloktur. Görünüşü büyük olduğu için uzun gideceği sanılır; oysa içinde ince altı hücre vardır ve kapasitesi bir AAA pilinkinden bile düşüktür. 50 mA çeken bir devreyi 10 saat bile götürmez.

Girdiğin mAh değerini nereden bulacağını bilmiyorsan, yaygın pillerin tipik kapasiteleri şöyledir. Rakamlar üreticiye göre oynar; kutunun üstünde yazan değer varsa onu kullan.

9 V bloğun mAh'i düşüktür ama gerilimi yüksektir; enerjisini kalem pille karşılaştırmak için mAh değil watt-saate bakılır.

Bu araç neyi hesaplamaz

• Bu araç pilin kaç saat dayanacağını kapasiteyi akıma bölerek çıkarır; pilin kendi kendine boşalmasını (raf ömrünü) hesaba katmaz. Yılda %2-3 kaybeden bir lityum hücreyle ayda %20'ye varan kayıp veren ucuz bir çinko pil aynı sonucu almaz — aylar süren projelerde gerçek ömür yazandan kısadır.
• Soğuk ve sıcak hesabın dışındadır. Sıfırın altındaki bir garajda veya dışarıda duran cihazda alkalin pilin verebildiği kapasite belirgin düşer; girdiğin gerçek hayat payını böyle yerlerde daha aşağı çekmen gerekir.
• Şarj edilebilir hücrelerde kapasite her döngüde biraz azalır ve araç bu yaşlanmayı modellemez. Üç yıllık bir powerbankin etiketindeki mAh değerini girersen sonuç fazla iyimser çıkar; elindeki paketin bugünkü gerçek kapasitesini yazmak daha doğrudur.

Pil ömrü hakkında sık sorulanlar

2000 mAh pil kaç saat dayanır?

Çektiğin akıma bağlıdır: 20 mA çeken bir devre kâğıt üstünde 100 saat, gerçek hayat payıyla yaklaşık 85 saat gider. Aynı pil 120 mA çeken bir Wi-Fi kartını sürekli açık tutarsa 14 saat bile dolmaz.

Devremin kaç mA çektiğini nasıl bulurum?

Multimetreyi pil ile devre arasına seri bağlayıp mA kademesinde okursun (uçlardan biri pilin artı ucuna, diğeri devrenin besleme girişine gider). Ölçemiyorsan parçaların veri sayfasındaki tipik akımları toplamak da iyi bir yaklaşımdır.

Hesaplanan süre neden gerçekte tutmuyor?

Üç sebep sayılır: pil boşaldıkça gerilimi düşer ve devre kapasitenin tamamı bitmeden kapanır; soğukta kapasite belirgin azalır; regülatör ile yükseltici devreler kendileri de akım harcar. Bu araçtaki gerçek hayat payı seçimi bu üçünü kabaca temsil eder.

Uyku moduna almak ömrü ne kadar uzatır?

15 dakikada bir 3 saniye uyanan bir devrede, uyanık akım 120 mA olsa bile ortalama akım 0,3 mA'nın altına düşebilir. Bu, aynı pille saatler yerine ayları konuşmak demektir — ölçüm yapan projelerde en büyük kazanç buradadır.

mAh ne demek?

Miliamper-saat; pilin ne kadar akımı ne kadar süre verebileceğini anlatır. 2.000 mAh'lik pil, 100 mA çeken bir devreyi kâğıt üstünde 20 saat besler.

Pilin kaç günde bir değişeceğini görebilir miyim?

Evet. Sonuç saat olarak çıkar ve uzun sürelerde gün karşılığıyla birlikte yazılır; ayrıca devrenin günde kaç mAh yediğini gösteren satır da vardır.

9 volt pil neden bu kadar çabuk bitiyor?

Çünkü kapasitesi küçüktür. Blok pilin içinde üst üste dizilmiş altı ince hücre vardır ve toplam kapasite genellikle 500-600 mAh bandındadır — bir kalem pilin dörtte biri kadar. Gerilimi yüksek olduğu için enerjisi kalem pile yakındır, ama akım çeken bir devrede süreyi belirleyen mAh'tir. Sürekli çalışacak bir projeyi 9 V pille beslemek pahalı ve kısa ömürlüdür.

Powerbank ile telefonumu kaç kez şarj edebilirim?

Etiketteki mAh'i telefonunun mAh'ine bölmek yanıltır. 10.000 mAh'lik bir powerbankin içi 3,7 volttur; çıkışta 5 volta yükseltilirken hem gerilim dönüşümü hem ısı kaybı olur ve kullanılabilir değer pratikte 6.000-6.500 mAh civarına iner. 4.500 mAh'lik bir telefon için bu, bir tam ve bir yarım şarj demektir. Bu araca da paketin gerçek kapasitesini yazman gerekir.