Según tengo entendido, el voltaje terminal de las baterías cambia un poco en la carga / descarga, pero estos cambios son mínimos en comparación con otros efectos (temperatura, diferencias de fabricación menores, historial reciente de carga / descarga, etc.).
Pero incluso los teléfonos móviles más antiguos podrían mostrar un ícono de carga. Y funciona correctamente incluso en el caso de un cambio de batería.
¿Cómo es esto posible?
Respuestas:
Hay una cosa que es obvia una vez declarada, pero no hasta entonces.
Su teléfono le dice que tiene "37% de carga restante". ¿Cómo sabes que eso es exacto? Probablemente no lo sea.
El software puede estar haciendo algunas estimaciones basadas en el consumo de corriente promedio, ya que estaba completamente cargado, el tiempo promedio entre cargas y, por supuesto, las características de descarga de la batería específica. Luego te presenta su mejor conjetura.
Con el tiempo, puede construir un perfil razonablemente preciso para la batería y usarlo para mejorar las estimaciones. Pero generalmente es una estimación.
En mi experiencia de desarrollar sistemas basados en baterías (con baterías inteligentes, NiCad tonto y todo lo demás), las únicas veces que confía en el nivel de carga son 100% y 0%.
Por lo general, una batería inteligente le avisará cuando esté completamente cargada, y con una tonta probablemente esté haciendo algunos cálculos con la corriente y la temperatura. Eso se encarga del caso al 100%.
El caso del 0% es donde entra en juego la furtividad. Cualquiera que sea la química de la batería, a menudo hay un patrón distintivo en la curva de descarga a medida que se acerca el colapso del voltaje. Pero permitir que una batería se descargue profundamente es, en general, una "mala cosa" (TM).
Entonces, el firmware busca ese patrón y decide cuándo la batería está en un "0%" virtual. Luego apaga el sistema para que haya suficiente carga residual en la batería para evitar una descarga profunda y, lo que es más importante, una pérdida repentina de energía. Esto permite un apagado elegante.
Si esto parece un poco improbable, deje que su teléfono se "agote" y se apague solo. Luego enciéndalo nuevamente. Si la batería estuviera realmente al 0%, no podría arrancar y encender la pantalla para indicarle que necesita cargarse.
La advertencia del 5% (o quizás del 10% dependiendo de la precisión de las mediciones y las tolerancias de las baterías) también suele ser algo artificial, representando nuevamente un punto en la curva de descarga cuando el firmware comienza a pensar "Va a apagarse pronto".
Irónicamente, este es el nivel en el que alguien en marketing insiste en que encienda ese LED brillante para decirle al usuario que está a punto de quedarse sin batería.
Como mencionas, el voltaje cambia un poco con la carga / descarga. Las mediciones de nivel de milivoltios son razonablemente sencillas, y cada química de batería con la que estoy familiarizado tiene un cambio de voltaje de al menos unos cientos de milivoltios entre "lleno" y "efectivamente vacío".
La mayoría de las curvas de descarga de la batería son lineales, al menos en el rango que la mayoría de los dispositivos las usan. Debido a esto, puede obtener una estimación aproximada de la carga restante recordando el último pico de voltaje (correspondiente a la carga completa), conociendo el nivel de voltaje en el apagado e interpolando entre ellos. Para mayor precisión, puede programar el dispositivo con la curva de descarga típica para la química de la batería que está utilizando, o hacer que el dispositivo lo mida durante un ciclo de carga / descarga de "acondicionamiento".
El "icono de carga" representa el estado de carga (SOC) de la batería, que normalmente es un porcentaje.
Las diferentes tecnologías de batería se gestionan de diferentes maneras ...
Algunos tienen una curva de descarga inclinada; usted sabe que un voltaje dado a una temperatura dada representa un SOC dado.
Otros son menos útiles (por ejemplo, plomo / ácido) y tienen una curva de descarga muy plana, ya que proporcionan X voltios hasta el punto de caducidad, ¡y luego casi 0 voltios! Estos requieren un nivel de conteo de entrada / salida, y una recalibración en los niveles 0% / 100%.
La mayoría de los dispositivos de consumo ofrecen un SOC bastante crudo, pero también depende del estado de salud, que representa el estado de la batería durante su vida útil.
Aquí hay un ejemplo de un contador de culombio: http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/4150fc.pdf que se puede usar para medir con bastante precisión la carga utilizada en tiempo real de una batería específica, en este caso baterías de iones de litio de 1-2 celdas o 3-6 celdas de NiCd o NiMH Lo logra simplemente midiendo la corriente a través de una resistencia conocida muy pequeña (micro ohmios) y luego usándola con el tiempo para derivar los mAHrs consumidos,