Battery Capacity [mAh] =

Load Current [mA] × Load Voltage [V] × Time [h] / (Battery Voltage [V] × Efficiency)

 

Parameter	Meaning	Value במקרה שלך
Load Current	זרם של ESP32-S3	140 mA
Load Voltage	מתח עבודה של ESP32	3.3 V
Battery Voltage	מתח סוללת Li-ion ממוצע	3.7 V
Time	זמן עבודה בשעות	לפי הצורך
Efficiency	יעילות ממיר מתח	0.85

 

 

Battery Capacity [mAh] = Load Current [mA] × Load Voltage [V] × Time [h] / (Battery Voltage [V] × Efficiency)

חישוב לשעה אחת:

140 × 3.3 × 1 / (3.7 × 0.85) = 147 mAh

חישוב לדקה אחת:

147 / 60 = 2.45 mAh

חישוב ל־24 שעות:

147 × 24 = 3528 mAh

סיכום:

 

מקדם  ביטחון סופי  4500–5000 mAh ל־24 שעות.

כלומר עדיף 2 בטריות 18650

 

---

 

בטריות  ליתיום איון

סוללה	קיבול אמיתי	זרם טעינה מומלץ/רגיל	זרם טעינה מקסימלי	זרם פריקה מקסימלי	התאמה ל־ESP32-S3 140mA

סוללה	קיבול אמיתי	זרם טעינה מומלץ/רגיל	זרם טעינה מקסימלי	זרם פריקה מקסימלי	התאמה ל־ESP32-S3 140mA
Samsung INR18650-35E	3350–3500mAh	1.7A, או 1.02A לחיים ארוכים	2A	8A רציף, 13A לא רציף	הכי טובה לזמן עבודה ארוך
Samsung INR18650-30Q	כ־2950–3000mAh	1.5A	4A טעינה מהירה	15A רציף	טובה לזרמים גבוהים, פחות זמן עבודה
TR18650 / GTF	לרוב לא אמין; הרבה פעמים 400–1000mAh בפועל	לא ידוע	לא ידוע	לא ידוע	לא מומלץ לפרויקט אמין

 

נתוני Samsung 35E: הדאטה־שיט מציין מינימום 3350mAh, טעינה רגילה 1700mA, טעינה לחיי מחזור 1020mA, טעינה מקסימלית 2000mA, ופריקה רציפה 8000mA.
נתוני Samsung 30Q: הדאטה־שיט מציין מינימום 2950mAh, טעינה רגילה 1.5A, טעינה מדורגת/מהירה 4A, זמן טעינה רגיל 180 דקות, זמן טעינה מהירה 70 דקות, ופריקה רציפה 15A.

 

זרם מקסימלי:

Max Discharge Current = כמה אמפר הסוללה יכולה לתת לעומס בלי להתחמם/לקרוס.
לדוגמה: ESP32-S3 שלך צורך רק 0.14A, לכן גם 35E וגם 30Q הרבה מעל מה שאתה צריך.

זרם טעינה מקסימלי

Max Charge Current = כמה אמפר מותר להכניס לסוללה בזמן טעינה.
זה כן משפיע על זמן טעינה: יותר זרם טעינה = טעינה מהירה יותר, אבל יותר חום ופחות אורך חיים

טיענה –  נוסחת זמן טעינה מקורבת:

Charge Time [h] ≈ Battery Capacity [Ah] / Charge Current [A] × 1.15

ה־1.15 הוא בגלל שליתיום נטען בשיטת CC-CV, ובסוף הטעינה הזרם יורד ולכן זה לא חישוב לינארי מושלם.

 

שיטת CC-CV היא שיטת טעינה נפוצה לסוללות ליתיום, במיוחד 18650 Li-ion.

CC = Constant Current — זרם קבוע
בהתחלה המטען נותן זרם קבוע, למשל:  I_charge = 1A / 2A / 3A

המתח של הסוללה עולה בהדרגה עד שמגיע למתח היעד

CV = Constant Voltage — מתח קבוע
כאשר הסוללה מגיעה למתח היעד, המטען מחזיק מתח קבוע   Li-ion 1S = 4.2V

ואז הזרם יורד לאט לאט עד שהטעינה מסתיימת.

דוגמה לסוללת 18650 אחת:

שלב CC:
המטען מגביל את הזרם ל־1A.
הוא מודד כל הזמן את מתח הסוללה.
המתח של הסוללה עולה בהדרגה עד 4.2V.

שלב CV:
כשהסוללה מגיעה ל־4.2V,
המטען עובר למצב מתח קבוע.
הוא מחזיק 4.2V.

במצב הזה הזרם יורד לבד:
1A → 0.7A → 0.4A → 0.2A → 0.1A

סיום טעינה:
כאשר הזרם יורד מתחת לסף שהמטען הגדיר,
למשל 0.1A או 0.05A,
המטען מפסיק טעינה או עובר ל־Standby.

כאשר הזרם קטן מאוד → הסוללה מלאה

CC-CV = בהתחלה זרם קבוע, בסוף מתח קבוע עם זרם נמוך

 

חשוב: לסוללות Li-ion אסור להשתמש רק בממיר מתח רגיל. צריך מטען Li-ion CC-CV אמיתי עם הגבלת זרם והפסקת טעינה ומד טמפרטורה (  בודקים גם טמפרטורת סוללה אם החום עולה יותר מדי → המטען מפסיק או מוריד זרם )

שבבי טעינה מקצועיים 

P4056 / MCP73831 / BQ chips / מטען Li-ion חכם

 

חישוב זמן טעינה לפי פרמטרים של בטרייה

Time_hours ≈ (Capacity_Ah × ΔSOC) / I_charge × K

Capacity_Ah = קיבול הסוללה באמפר־שעה
ΔSOC = אחוז הטעינה שחסר, למשל מ־20% ל־100% = 0.8
I_charge = זרם טעינה באמפר
K = מקדם CC-CV והפסדים

K = 1.15 עד 1.30 לטעינה מלאה עד 100%
K = 1.05 עד 1.10 לטעינה עד 80–90%

דוגמא לחישוב טעינה 

מושגי יסוד

מקרא פרמטרים:

English term	משמעות בעברית
Capacity	קיבול הסוללה
mAh	מיליאמפר־שעה
Ah	אמפר־שעה
Charge Current	זרם טעינה
Standard Charge Current	זרם טעינה רגיל
Fast Charge Current	זרם טעינה מהיר
Max Charge Current	זרם טעינה מקסימלי
Charge Voltage	מתח טעינה סופי
Constant Current	זרם קבוע
Constant Voltage	מתח קבוע
Termination Current	זרם סיום טעינה
Cut-off Current	זרם ניתוק טעינה
Charge Time	זמן טעינה
Cell Temperature	טמפרטורת תא
Charge Temperature Range	תחום טמפרטורה מותר בטעינה
Cycle Life	אורך חיים במחזורי טעינה
C-rate	יחס זרם טעינה לקיבול הסוללה

מה זה  C-rate

C-rate = Current [A] / Battery Capacity [Ah]

דוגמה עם Samsung INR18650-35E:

זרם	C-rate	משמעות
3.5A	1C	תאורטית פריקה/טעינה בשעה
1.75A	0.5C	בערך שעתיים
1.05A	0.3C	עדין יותר, טוב לחיי סוללה
0.14A	0.04C	הצריכה של ESP32-S3

 

עבור המיקרו בקר

0.14A / 3.5Ah = 0.04C

 

 

 

עבור  4 סוללות במקביל

 

חישוב לפי 4× Samsung 35E

נתונים:

---

שלב 1 — קיבול כולל

4 × 3500mAh = 14000mAh

כלומר:

14Ah

---

שלב 2 — אנרגיית הסוללות

Energy [Wh] = Capacity [Ah] × Battery Voltage [V]

14Ah × 3.7V = 51.8Wh

---

שלב 3 — אחרי מקדם יעילות

Usable Energy = 51.8Wh × 0.85

Usable Energy = 44.03Wh

---

שלב 4 — צריכת ESP32-S3

אם ה־ESP32 באמת צורך 140mA ב־3.3V:

Power = 3.3V × 0.14A

Power = 0.462W

---

שלב 5 — זמן עבודה

Runtime = Usable Energy / Load Power

44.03Wh / 0.462W = 95.3 שעות

כלומר:

בערך 95 שעות = כמעט 4 ימים

---

למה לא לחשב לפי 4.2V?

כי 4.2V קיים רק כשהסוללה מלאה. אם תחשב לפי 4.2V תקבל תוצאה אופטימית מדי:

14Ah × 4.2V × 0.85 = 49.98Wh

49.98Wh / 0.462W = 108 שעות

אבל זה לא אמיתי לכל זמן העבודה, כי המתח יורד מהר מתחת ל־4.2V.

---

שורה תחתונה:

אם 4 סוללות Samsung 35E במקביל מזינות ממיר ל־3.3V, וה־ESP32-S3 צורך 140mA ב־3.3V:

זמן עבודה ≈ 95 שעות

אם אתה מזין דרך USB/5V וה־140mA נמדד ב־5V:

זמן עבודה ≈ 63 שעות.

3.3V הוא לא מתח הסוללה.
אני הצבתי 3.3V בצד של הצרכן, כלומר ה־ESP32-S3 עצמו.

יש שני צדדים בחישוב:

הנוסחה:

Runtime [h] = Battery Capacity [Ah] × Battery Voltage [V] × Efficiency / Load Power [W]

כאשר:  Load Power

Load Power = Load Voltage × Load Current

Parameter	Value	למה
Battery Capacity	14Ah	4 סוללות במקביל: 4 × 3.5Ah
Battery Voltage	3.7V	מתח ממוצע של תא Li-ion, לא 4.2V קבוע
Efficiency	0.85	הפסדים בממיר מתח / רגולטור
Load Voltage	3.3V	מתח העבודה של ה־ESP32-S3 עצמו
Load Current	0.14A	הזרם שמדדנו ב esp32 -s3 140mA

ל־4× Samsung 35E:

Battery Capacity = 4 × 3.5Ah = 14Ah

אנרגיית הסוללות:

14Ah × 3.7V = 51.8Wh

אחרי יעילות 85%:

51.8Wh × 0.85 = 44.03Wh

צריכת ESP32 ב־3.3V:

3.3V × 0.14A = 0.462W

זמן עבודה:

44.03Wh / 0.462W = 95.3 שעות

שורה תחתונה:

ה־3.3V הוא של ה־ESP32, לא של הסוללה.
הסוללה בחישוב היא 3.7V ממוצע, לא 4.2V.

אם ה־140mA נמדד בכניסת 5V USB, אז צריך להציב 5V, ואז הזמן יורד לכ־63 שעות.

מטענים 

1. אנחנו נתייחס  למטען שגם מטעין את הבטרייה הבודדת בהתחלה 1S וגם נותן מתח למיקרו בקר

אלו נקראים :  1S Li-ion Charger with Power Path / Load Sharing

MCP73213

https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/51812b.pdf

 

BQ24074

Adafruit Universal USB / DC / Solar Lithium Ion/Polymer charger – bq24074

https://www.adafruit.com/product/4755

 

טעינה של מספר סוללות בקביל רק אם אותו יצרן סוג  , כימיה , בדיוק אותה סוללה אותו באצ של פס יצור ואישור היצרן שניתן לבנות מהבטריות pack כלומר רק  1S4P

בשלב ההרכבה יש לפעול רק לפי הוראות יצרן יש לכייל את כל הבטריות למתח זהה

סכנת  זרם איזון

מתח כמעט זהה, למשל סביב 3.70V מול 3.70V. אם תא אחד ב־4.1V ותא אחר ב־3.3V, יכול לזרום ביניהם זרם איזון גבוה ומסוכן.

 

ההבדל בין   1S4P ל  4S

חיבור	משמעות	מתח נומינלי	מתח מלא	קיבול עם 4×35E	אנרגיה
1S4P	תא אחד בטור, 4 במקביל	3.7V	4.2V	14Ah	51.8Wh
4S	4 תאים בטור	14.8V	16.8V	3.5Ah	51.8Wh

 

עבור מיקרובקר של 3.3 וולט –  הביטחותי הוא

הבטיחותי ביותר ל־ESP32 הוא מקביל 1S4P, לא טור 4S. בטור אתה מקבל מתח גבוה ומחייב BMS וממיר מוריד; במקביל אתה נשאר בתחום תא ליתיום אחד שמתאים ל־BQ24074.

ה־BQ24074 הוא מטען 1-cell / 1S ל־Li-ion/Li-poly, טעינה ל־4.2V, עם Power Path, וזרם טעינה עד 1.5A. לכן הוא מתאים ל־4 סוללות במקביל 1S4P, אבל לא מתאים ל־4S

לא לחבר את ה־ESP32 ישירות במקביל לסוללות.
ה־ESP32 צריך להתחבר ל־OUT / LOAD של ה־BQ24074, כי זו יציאת ה־Power Path. ב־Adafruit ה־OUT נותן בערך 3V עד 4.4V, לכן ל־ESP32 עדיף להוסיף אחריו Buck-Boost 3.3V או Boost 5V

על מנת לחבר במקביל

(ראה פירוט כל רכיב בהמשך )

 

רכיב	למה
1S BMS / Protection Board	הגנה מטעינת יתר, פריקת יתר וקצר
Fuse / PTC לכל תא	אם תא אחד מתקצר, שלא כל הזרם מהשלושה האחרים יזרום אליו
Main fuse ביציאת pack	הגנת קצר כללית
NTC 10k ליד הסוללות	למנוע טעינה כשהסוללה חמה מדי
Nickel strip + spot welding	עדיף מהלחמה ישירה על תא 18650
Fish paper / heat shrink	בידוד מכני וחשמלי

 

 

4× 18650 Samsung 35E במקביל = 1S4P

Cell 1 + ─ Fuse ┐
Cell 2 + ─ Fuse ├── PACK+ ── 1S BMS ── BQ24074 LI-ION+
Cell 3 + ─ Fuse ┤
Cell 4 + ─ Fuse ┘

 

תפקיד ה־BMS

ה־BMS לא “טוען” את הסוללה.
הוא שומר עליה.