ما هي حاسبة عمر البطارية؟
هذه الأداة تقدّر المدة التي ستظل فيها البطارية قادرة على تشغيل جهازك. تعتمد الحاسبة على ثلاثة عناصر: سعة البطارية المقنّنة بوحدة ملِّي أمبير-ساعة (mAh)، ومتوسط التيار الذي يسحبه الجهاز بوحدة الملِّي أمبير (mA)، ومعامل الكفاءة الذي يأخذ في الحسبان الفاقد الواقعي مثل خسائر تحويل الجهد والحرارة، إضافةً إلى أن البطاريات نادرًا ما تقدّم 100% من سعتها المقنّنة.
كيفية الاستخدام
أدخل سعة البطارية (المدوّنة على الخلية أو في ورقة بياناتها)، ومتوسط تيار الحِمل للجهاز، ونسبة الكفاءة المئوية. إذا لم تكن متأكدًا من قيمة الكفاءة، فإن نطاق 80–90% يُعد افتراضًا واقعيًا منطقيًا؛ واستخدم 100% للحصول على الحالة المثالية نظريًا. تعرض النتيجة مدة التشغيل بالساعات، مع توزيع مبسّط بالساعات والدقائق، إضافةً إلى ما يعادلها بالأيام.
شرح المعادلة
العلاقة الأساسية هي: $$\text{العمر (بالساعات)} = \frac{\text{السعة} \times \text{الكفاءة}}{\text{تيار الحِمل}}$$. ولأن السعة مقاسة بـ mAh والحِمل بـ mA، فإن وحدة الملِّي أمبير تُختصر من الطرفين لتبقى الساعات. أما عامل الكفاءة (الذي يُدخَل كنسبة مئوية ويُحوَّل إلى كسر عشري) فيُقلّل السعة القابلة للاستخدام إلى رقم أقرب إلى الواقع.
مثال تطبيقي
بطارية سعتها 2000 mAh تُشغّل جهازًا يسحب 150 mA بكفاءة 85%: $$\frac{2000 \times 0.85}{150} = \frac{1700}{150} \approx 11.33 \text{ ساعة}$$ أي نحو 11 ساعة و20 دقيقة — وهو ما يعادل تقريبًا 0.47 يوم.
سعات البطارية والأحمال النموذجية للأجهزة
لتقدير وقت التشغيل، تحتاج إلى رقمين: سعة البطارية (بالميلي أمبير ساعة) وتيار الحمل للجهاز (بالميلي أمبير). تسرد الجداول أدناه القيم الشائعة في العالم الحقيقي التي يمكنك إدراجها مباشرة في الآلة الحاسبة. لاحظ أن تقييمات السعة تفترض معدل تفريغ وجهد محددين، لذا تعاملل معها كأرقام اسمية.
سعات البطارية الشائعة
| نوع البطارية | الجهد الاسمي | السعة النموذجية (mAh) |
|---|---|---|
| AAA (قلوية / NiMH) | 1.5 / 1.2 V | ~1000 |
| AA (قلوية / NiMH) | 1.5 / 1.2 V | ~2000–3000 |
| خلية Li-ion 18650 | 3.7 V | ~2500–3500 |
| بطارية الهاتف الذكي | 3.7–3.85 V | ~3000–5000 |
| بنك الطاقة USB | 3.7 V (تقييم الخلية) | ~10000–20000 |
تيارات الحمل النموذجية للأجهزة
| الجهاز / المكون | الحمل النموذجي (mA) |
|---|---|
| مؤشر LED واحد | ~20 |
| متحكم دقيق منخفض الطاقة (مثل AVR/ARM) | ~5–50 |
| وحدة استقبال GPS | ~50 |
| ESP32 (Wi-Fi نشط) | ~150–250 |
| الهاتف الذكي (الشاشة مطفأة / وضع الخمول) | ~10–50 |
| الهاتف الذكي (الشاشة مضاءة / الاستخدام النشط) | ~300–800 |
على سبيل المثال، جهاز بسعة 3000 mAh يعمل ببطارية AA ويسحب تيار LED ثابتًا بقوة 20 mA بكفاءة 90% سيعمل لمدة 135 ساعة.
اختيار عامل كفاءة واقعي
يأخذ عامل الكفاءة في الاعتبار الطاقة التي لا تصل إلى حملك — خسائر التحويل والمقاومة الداخلية والتفريغ الذاتي وحقيقة أنك نادرًا ما تفرغ خلية إلى الصفر المطلق. اختيار قيمة واقعية يحافظ على تقدير وقت التشغيل صادقًا. استخدم الدليل أدناه.
| الكفاءة | متى تنطبق | سبب الخسارة |
|---|---|---|
| 100% | الحد الأعلى النظري فقط | يتجاهل جميع الخسائر في العالم الحقيقي؛ استخدم للحسابات السريعة بأفضل الحالات |
| 90–95% | استخدام البطارية المباشر، تيار منخفض/متوسط | خسائر المقاومة الداخلية والأسلاك الطفيفة؛ تزود البطارية الحمل عند جهدها الأصلي |
| 80–90% | مع منظم جهد أو محول DC-DC | خسائر التحويل (ينخفض جهد LDO كحرارة؛ مقوملات التحويل بكفاءة ~85–95%) |
| 70–80% | معدل تفريغ مرتفع أو درجات حرارة منخفضة | يقلل تأثير Peukert السعة المفيدة عند تيار مرتفع؛ الكيمياء تبطأ في البرد؛ ينخفض الجهد دون مستوى القطع في وقت أقرب |
بالنسبة لمعظم الأجهزة التي تعمل بالبطاريات والتي تعمل عبر منظم في درجة حرارة الغرفة، 85% هي قيمة افتراضية معقولة. انخفض نحو 75% لبنوك الطاقة التي تغذي أجهزة USB (محول الرفع إلى 5 فولت بالإضافة إلى خسائر الكابل يتراكم) أو لأي مشروع يعمل في الهواء الطلق في فصل الشتاء. احجز 90–95% للدوائس التي تعمل مباشرة من الخلية مع أحمال خفيفة وثابتة.
الأسئلة الشائعة
لماذا نستخدم معامل الكفاءة؟ لا توجد بطارية تقدّم سعتها المقنّنة كاملةً. فدرجة الحرارة ومعدّل التفريغ وخسائر التحويل كلها تُقلّل من الطاقة القابلة للاستخدام، لذا فإن معاملًا بين 80% و90% يمنحك تقديرًا أكثر صدقًا وواقعية.
ماذا لو كان تيار جهازي متغيرًا؟ استخدم متوسط التيار خلال دورة تشغيل نموذجية. وبالنسبة للأجهزة التي تظل في وضع السكون معظم الوقت، احسب متوسط تيار التشغيل وتيار الخمول مع ترجيح كل منهما حسب المدة التي يستغرقها.
هل يمكنني استخدام الواط-ساعة بدلًا من ذلك؟ تعمل هذه الحاسبة بوحدتَي mAh وmA. فإذا كانت لديك القيمة بالواط-ساعة (Wh) فقط، فحوّل السعة إلى mAh بقسمة الواط-ساعة على جهد البطارية، ثم اضرب الناتج في 1000.
