5.2 鋰電池的選擇
鋰電池的選取取決于系統(tǒng)的總功耗及要持續(xù)工作的時間，nRF905以最大功率發(fā)射時的工作電流為30mA，接收時的工作電流為12.5mA；微控制器Atmega16A工作在1MHz時，正常工作的電流為1.1mA；SHT11測量溫度、濕度時消耗的電流：測量時550μA，平均為28μA；總體消耗的電流約為33mA.采用的鋰電池的容量為2400mAh，額定電壓為3.7V，在不給鋰電池充電的理想情況下，可以計算出系統(tǒng)能夠連續(xù)工作的時間為：2400mAh/33mA=72小時，由于系統(tǒng)軟件設定的是系統(tǒng)每隔1小時測量一次溫度和濕度，假定測量一次系統(tǒng)工作2分鐘，則可以計算出在不給電池充電的情況下該系統(tǒng)理論上可以連續(xù)工作大約90天。本文所選的鋰電池2400mAh，3.7V，其充滿電后的電壓為4.2V，放電電壓的最低值為2.45V，不能夠使鋰電池過度充電和過度放電，否則會縮短電池的使用壽命，甚至使電池報廢。
5.3 電池管理電路
電池管理電路連接著太陽能板，鋰電池，和負載電路，如圖2所示。電池管理電路功能：過壓保護，欠壓保護，電池狀態(tài)良好監(jiān)測。本文采用的是美國TI公司生產的超低功耗帶電池管理功能的升壓變換器BQ25504，該芯片可管理各種能源產生的mW，甚至μW的電源，比如太陽能，熱能，電磁能，機械震動能等。主要性能如下：
330nA的靜態(tài)電流；超過80%的高轉換效率；最大功率跟蹤技術；電池充電和放電保護；電池狀態(tài)良好指示器。該芯片特別適用在太陽能供電系統(tǒng)中。
設定欠壓閾值VBAT_UV=2.83V，過壓閾值VBAT_OV=4.2V，電池工作電壓范圍VBAT_OK_PROG=3.45V，VBAT_OK_HYST=3.96V.
根據(jù)BQ25504的域值設定公式可以得到R3=5.6M，R4=4.4M，R5=5.6M，R6=4.3M，R7=3.1M，R8=5.6M，R9=1.3M當把電池充電到4.1V，接上負載電路，進行放電試驗，經過實際測量發(fā)現(xiàn)當BQ25504管腳VBAT的電壓為3.5V，VSTOR管腳電壓為0，即停止電池對外放電。接通電源，通過BQ25504對鋰電池進行充電，充電前VBAT為3.45V，VSTOR為3.50V，VBATOK為0，實際測量發(fā)現(xiàn)當鋰電池電壓充到3.97V時，VBAT_OK輸出由0變?yōu)?.97V，充電到4.2V時，電池電壓就不再上升。在充電過程中，BQ25504的VSTOR管腳的電壓略高VBAT0.05V，當達到VBAT_OV時，兩者相等；在放電過程中，BQ25504的VBAT管腳的電壓略高VSTOR 0.02V.
綜上可知，實際的VBAT_UV=2.93V，VBAT_OV=4.2V，VBAT_OK_PROG=3.5V，VBAT_OK_HYST=3.97V，它們與理論計算值有著大約100mV左右的偏差。實際值和理論計算值的偏差在5%之內，這是符合預期的。當電池電壓VBAT小于VBAT_OK_PROG時，此時VBAT_OK輸出低電平0，NMOS管截止，PMOS管也截止，停止對負載供電，當鋰電池電壓從VBAT_OK_PROG逐漸上升到3.60V時，VBAT_OK輸出高電平，此時NMOS管導通，PMOS管的柵極為低電平，PMOS管也導通，可以對負載電路供電，直到電池電壓降為3.5V為止。2012年10月和11月，將該系統(tǒng)放到室外進行測試，運行2個月沒有問題，在晴天經過8個小時左右，就可將電池電壓從3.5V充到4.2V.
這兩月陰天較多，但是中間也有陽光，電池電壓最低時為3.75V.至今該系統(tǒng)仍在正常工作。