Najprostsze sposoby pomiaru (na przykładzie powerbanku)
Sposób 1: Proces Rozładowania
W pełni naładowany powerbank musimy całkowicie rozładować, obciążając go. W szereg pomiędzy powerbank (źródło) a obciążenie (np. telefon) wpinamy miernik portu USB. Ważne, by miernik posiadał wbudowany licznik czasu i pojemności w mAh (tak jak np. model BTE-147 z naszej oferty).
Sposób 2: Proces Ładowania
Sytuacja odwrotna do opisanej obok. W pełni rozładowany powerbank ładujemy do 100% z wykorzystaniem miernika portu USB wpiętego w szereg pomiędzy ładowarkę sieciową a badany powerbank. Miernik zliczy energię wtłoczoną do pustego akumulatora.
Dlaczego smartfon to kiepskie sztuczne obciążenie?
Jeśli zawodowo zajmujemy się serwisowaniem, najlepszym odbiornikiem energii z badanego akumulatora będzie dedykowane obciążenie elektroniczne. Podłączanie telefonu do testów niesie ze sobą kilka istotnych problemów:
- Smartfon może w pełni się naładować, zanim rozładuje do końca testowany powerbank. (Co zrobisz, gdy masz pod ręką tylko naładowany telefon?)
- Prąd podczas ładowania telefonu nie jest stały. Najczęściej z wartości maksymalnej powoli spada do minimum przy końcu procesu.
- Prąd ładowania zależy od aktualnej temperatury i użycia procesora w smartfonie.
Obciążenie elektroniczne pozwala wyeliminować te niuanse. Ustawiasz konkretną, stałą wartość prądu rozładowania (np. 1A lub 2A) i mierzysz parametry w stabilnych warunkach.
Tajemnica znikającej pojemności: 3.7V vs 5.0V
Powerbank składa się z wewnętrznego ogniwa (najczęściej 3.7V) oraz przetwornicy i elektroniki sterującej. To właśnie dla napięcia 3.7V podawana jest pojemność nadrukowana na obudowie (np. 10 000 mAh).
Jednak standard USB wymaga zasilania na poziomie 5.0V. Przetwornica musi podwyższyć napięcie z 3.7V do 5.0V. Z zasady zachowania energii jasno wynika, że pojemność w mAh zmierzona miernikiem USB dla napięcia 5.0V będzie fizycznie niższa niż ta zadeklarowana dla ogniwa 3.7V na obudowie. Nie jest to oszustwo producenta, a czysta fizyka!
Wskazówka: Powerbank posiada też układ zabezpieczający, który wyłącza urządzenie, by nie rozładować ogniwa 3.7V do zera. Dlatego śmiało możemy rozładowywać go „do zgaśnięcia” bez obaw o uszkodzenie chemii w baterii.
Słowniczek: mAh czy mWh?
mAh (miliamperogodzina)
Jest tysięczną częścią Ah. 1Ah oznacza, że przez 1 godzinę płynie prąd o wartości 1A.
Gdzie: I = prąd [A], t = czas [h]
mWh (miliwatogodzina)
Jest tysięczną częścią Wh (jednostka energii). 1Wh oznacza, że przez 1 godzinę dostarczana jest moc 1W.
Moc (P) = U × I (Napięcie × Prąd)
Przykład z życia: Swego czasu stojąc przed wyborem roweru elektrycznego zauważyłem, że większość specyfikacji podawała pojemność w Ah, a dopiero osobno napięcie pakietu. Przy takich samych silnikach, najbardziej miarodajnym parametrem określającym faktyczny zasięg jest energia akumulatora podana w Wh (watogodzinach), ponieważ uwzględnia ona oba te parametry naraz!