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배터리 사용 시간이란
배터리의 용량은 mAh(밀리암페어시)로 표시해요. 2000 mAh는 약 2000 mA를 1시간, 또는 100 mA를 20시간 쓸 수 있다는 뜻입니다. 기본 공식은 다음과 같습니다.
배터리 사용 시간(시간) = 용량(mAh) ÷ 전류(mA)
실제 배터리는 표시된 용량을 다 내지 못해요. 그래서 이 계산기는 사용 가능 비율도 씁니다. 처음에는 85 %예요. 2000 mAh와 100 mA라면 2000 × 0.85 ÷ 100 = 17시간입니다.
많은 프로젝트는 전류가 늘 같지 않아요. 센서는 대부분 슬립하다가 몇 초만 깨어나 측정하고 보내기도 합니다. 이럴 때는 슬립과 깨어남을 쓰세요. 계산기가 먼저 평균 전류를 구합니다.
기능
- 일정한 부하 — 용량과 전류로 시간, 일, 개월, 년을 계산
- 슬립과 깨어남 — 깨어 있을 때의 전류와 시간, 슬립 전류, 깨어나는 간격으로 평균 전류와 사용 시간을 계산
- 단위 — mAh 또는 Ah, µA·mA·A, 초·분·시간
- 일반적인 배터리 — CR2032, AAA, AA, 9 V, 18650을 한 번에 선택
- 사용 가능 비율 — 실제 손실을 감안한 여유, 처음에는 85 %
- 자가 방전 — 선택 사항, 배터리 종류별: 알카라인, 리튬, 리튬이온, 니켈수소
- 배터리가 쓰이는 곳 — 슬립 중에 쓰이는 비율과 시간에 따른 전류 그림
배터리별 일반적인 용량
| 배터리 | 전압 | 일반적인 용량 |
|---|---|---|
| CR2032 코인 전지 | 3 V | 220~240 mAh |
| AAA 알카라인 | 1.5 V | 1000~1200 mAh |
| AA 알카라인 | 1.5 V | 2000~2800 mAh (전류가 크면 더 적음) |
| AA 니켈수소 충전지 | 1.2 V | 1900~2500 mAh |
| 9 V 알카라인 | 9 V | 400~600 mAh |
| 18650 리튬이온 | 3.6~3.7 V | 2500~3500 mAh |
| LiPo 파우치 | 3.7 V | 표시된 값 (100~5000 mAh) |
배터리를 직렬로 연결하면(AA 4개 = 6 V) mAh는 그대로이고 전압만 더해집니다. 배터리를 병렬로 연결하면 mAh가 더해집니다.
예시
| 프로젝트 | 배터리 | 전류 | 사용 시간 (85 % 사용 가능) |
|---|---|---|---|
| 100 mA를 쓰는 기기 | 2000 mAh | 100 mA | 17시간 |
| Arduino Uno 보드, 아무것도 연결 안 함 | 9 V, 500 mAh | 약 45 mA | 9.4시간 |
| 18650 셀, 150 mA 부하 | 3000 mAh | 150 mA | 17시간 |
| 센서: 10분마다 2초 동안 80 mA, 슬립 시 10 µA | 2000 mAh | 평균 0.2766 mA | 256일 |
진짜 한계는 슬립 전류인 경우가 많아요
같은 센서(10분마다 2초 동안 80 mA, 2000 mAh, 85 % 사용 가능)에서 슬립 전류만 바꾼 결과입니다.
| 슬립 전류 | 평균 전류 | 배터리 사용 시간 | 슬립 중 사용 비율 |
|---|---|---|---|
| 5 µA | 0.2717 mA | 261일 | 1.8 % |
| 50 µA | 0.3165 mA | 224일 | 15.7 % |
| 1 mA | 1.263 mA | 56일 | 78.9 % |
| 10 mA | 10.23 mA | 6.9일 | 97.4 % |
많은 개발 보드는 USB 칩, 전원 LED, 전압 레귤레이터 때문에 딥슬립 중에도 수 mA를 씁니다. 작은 전용 기판에 칩만 올리면 몇 µA로 슬립할 수 있어요. 이 차이가 일주일과 거의 1년의 차이입니다.
자가 방전
배터리는 아무것도 연결하지 않아도 저절로 방전됩니다.
| 배터리 종류 | 자가 방전 |
|---|---|
| 알카라인 | 연 약 2~3 % |
| 리튬 코인 전지 (CR2032) | 연 약 1 % |
| 리튬이온 / LiPo | 월 약 2~3 % |
| 니켈수소 (일반) | 첫 달에 약 20 % |
| 니켈수소 (저자가방전) | 연 약 15~20 % |
몇 달씩 동작하는 프로젝트라면 추가 옵션에서 종류를 고르세요. 계산기는 자가 방전을 추가 전류로 더합니다. 용량 × 월 방전율 ÷ 730시간입니다.
왜 100 %보다 적게 잡나요?
- 배터리가 줄어들면 전압이 떨어집니다. 배터리가 완전히 비기 전에 보드가 멈출 수 있어요.
- 큰 전류와 추위는 사용 가능한 용량을 줄입니다. 알카라인 전지는 특히 많이 줄어요.
- 전압 레귤레이터나 승압 컨버터도 에너지를 조금 잃습니다.
- 충전지는 노화되어 몇 년 지나면 용량이 줄어듭니다.
대부분의 프로젝트에서는 70~90 %가 무난한 추정치입니다.
자주 묻는 질문
배터리 사용 시간은 어떻게 계산하나요?
용량을 전류로 나눕니다. 2000 mAh ÷ 100 mA = 20시간. 거기에 85 % 같은 사용 가능 비율을 곱하면 현실적인 값이 나와요. 17시간입니다.
2000 mAh 배터리는 얼마나 가나요?
85 %를 쓸 수 있다고 하면, 100 mA에서는 약 17시간, 20 mA에서는 약 3.5일(85시간), 1 mA에서는 약 71일입니다.
내 기기의 전류는 어떻게 재나요?
멀티미터를 배터리와 직렬로 연결하고 mA(슬립은 µA)로 맞추세요. 슬립과 깨어남을 반복하는 센서는 두 전류를 모두 재서 슬립과 깨어남을 쓰세요.
mAh와 Wh는 무엇이 다른가요?
mAh는 전하량, Wh는 에너지입니다. Wh = mAh × 전압 ÷ 1000이에요. 3000 mAh, 3.7 V 셀은 11.1 Wh입니다. 전압이 다른 배터리를 비교할 때는 Wh를 쓰세요.
mAh 숫자가 클수록 항상 더 오래 가나요?
전압과 부하가 같다면 그렇습니다. 하지만 저렴한 셀은 표시된 용량에 못 미칠 수 있고, 알카라인 AA는 전류가 크면 표시된 값보다 훨씬 적게 나옵니다.
관련 도구
- 옴의 법칙 계산기 — 전압과 저항으로 전류 구하기
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사용 방법
- 일정한 부하 또는 슬립과 깨어남을 고르세요
- 배터리 용량을 입력하거나 일반적인 배터리를 누르세요
- 일정한 부하: 기기가 쓰는 전류를 입력하세요
- 슬립과 깨어남: 깨어 있을 때의 전류와 시간, 깨어나는 간격, 슬립 전류를 입력하세요
- 사용 가능 비율은 85 %로 두거나 바꾸세요
- 오래 쓰는 경우에는 추가 옵션에서 배터리 종류를 골라 자가 방전을 계산에 넣으세요
