Төмөн энергия керектөө доорунда зымсыз байланыш модулдарынын энергия керектөөсүн кантип туура өлчөө керек?: 6 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Аз энергия керектөө - бул нерселердин Интернетинде өтө маанилүү түшүнүк. Көпчүлүк IoT түйүндөрү батареялар менен иштеши керек. Зымсыз модулдун кубатын керектөөнү туура өлчөө менен гана, 5 жылдык батареянын иштөө мөөнөтү үчүн канча батарея керек экенин так баалай алабыз. Бул макалада сиз үчүн деталдуу өлчөө ыкмалары түшүндүрүлөт.

Заттар Интернетинин көптөгөн колдонмолорунда терминалдык түзмөктөр адатта батарея менен иштейт жана чектелген жеткиликтүү кубаттуулукка ээ. Батарейканын өзүн-өзү заряддоосуна байланыштуу, эң начар учурда электр энергиясын колдонуу номиналдык кубаттуулуктун болжол менен 70% ын түзөт. Мисалы, көбүнчө CR2032 баскыч батарейкасы, бир батареянын номиналдык кубаттуулугу 200 мАч, ал эми иш жүзүндө 140 мАч гана колдонулушу мүмкүн.

Батарейканын кубаттуулугу ушунчалык чектелгендиктен, продукциянын энергия керектөөсүн азайтуу маанилүү! Келгиле, электр энергиясын керектөөнү өлчөөнүн кеңири таралган ыкмаларын карап көрөлү. Күч сарптоону өлчөөнүн бул ыкмалары ачык болгондо гана продукттун энергия керектөөсү оптималдаштырылышы мүмкүн.

1 -кадам: Биринчиден, энергия керектөөнү өлчөө

Зымсыз модулдун энергия керектөө тести негизинен токту өлчөө болуп саналат жана бул жерде тынымсыз токтун жана динамикалык токтун эки башка сыноосуна бөлүнөт. Модуль уйкуда же күтүү абалында болгондо, анткени ток өзгөрбөйт, статикалык маанини кармаңыз, биз аны тынч ток деп атайбыз. Бул убакта биз салттуу мультиметрди өлчөө үчүн колдоно алабыз, жөн гана 1 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй, керектүү өлчөө баасын алуу үчүн мультиметрди электр менен камсыздоо пини менен катар туташтыруу керек.

2-кадам:

Модулдун нормалдуу иштөө режиминин эмиссия токун өлчөөдө, сигналды берүү үчүн керектүү кыска убакытка байланыштуу жалпы ток өзгөрүү абалында болот. Биз муну динамикалык ток деп атайбыз. Мультиметрдин жооп берүү убактысы жай, өзгөрмө токту кармоо кыйын, андыктан өлчөө үчүн мультиметрди колдоно албайсыз. Учурдагы агымды өзгөртүү үчүн, осциллографты жана учурдагы зонду өлчөө үчүн колдонуу керек. Өлчөөнүн жыйынтыгы 2 -сүрөттө көрсөтүлгөн.

3 -кадам: Экинчиден, Батарея өмүрүн эсептөө

Зымсыз модулдар көбүнчө төмөндөгү 3 -сүрөттө көрсөтүлгөндөй иштөөнүн эки режимине, иштөө режимине жана уйку режимине ээ.

4 -кадам:

Жогорудагы маалыматтар биздин LM400TU продуктубуздан келет. Жогорудагы көрсөткүчкө ылайык, эки берүү пакетинин ортосундагы берүү аралыгы 1000 мс жана орточо ток эсептелет:

Башкача айтканда, орточо ток 1 секундада 2,4 мАга жакын. Эгерде сиз CR2032 энергия булагын колдонсоңуз, идеалдуу түрдө болжол менен 83 саат, болжол менен 3,5 күн колдоно аласыз. Жумуш убактыбызды бир саатка чейин узартсакчы? Анын сыңарындай, жогорудагы формула боюнча эсептесе болот, саатына орточо ток 1,67uA гана. CR2032 батареясынын ошол эле бөлүмү жабдууларды 119, 760 саат, болжол менен 13 жыл иштей алат! Жогорудагы эки мисалдын салыштырмасынан, пакеттерди жөнөтүү менен уйку убактысын узартуу ортосундагы убакыт интервалын көбөйтүү, бүт машинанын энергия керектөөсүн кыскартууга мүмкүндүк берет, ошондо аппарат узакка иштей алат. Ушул себептен улам, зымсыз эсептегичтерди окуу индустриясындагы продуктылар көбүнчө узак убакыт бою колдонулат, анткени алар маалыматты бир күндө бир жолу жөнөтүшөт.

5 -кадам: Үчүнчүдөн, Жалпы күч көйгөйлөрү жана себептери

Продукттун аз энергия керектөөсүн камсыз кылуу үчүн, пакет интервалынын убактысын көбөйтүүдөн тышкары, продукттун өзүнүн учурдагы керектөөсүнүн, башкача айтканда, жогоруда айтылган Iwork жана ISleepтин кыскарышы да бар. Кадимки шарттарда бул эки баалуулук чиптин маалымат баракчасына дал келиши керек, бирок эгерде колдонуучу туура колдонулбаса, көйгөйлөр пайда болушу мүмкүн. Биз модулдун эмиссиялык агымын текшергенибизде, антеннаны орнотуу тестирлөөнүн жыйынтыгына чоң таасир эткенин байкадык. Антенна менен өлчөөдө, өнүмдүн агымы 120мА болот, бирок антенна бурулуп кетсе, сыноо тогу дээрлик 150мАга чейин көтөрүлөт. Бул учурда энергия керектөөнүн аномалиясы негизинен модулдун RF учунун дал келбестигинен келип чыгат, бул ички ПАнын анормалдуу иштешине алып келет. Ошондуктан, кардарларга зымсыз модулду баалоодо тест тапшырууну сунуштайбыз.

Мурунку эсептөөлөрдө, берүү аралыгы узарып баратканда, учурдагы иштөө цикли кичирейип баратат жана бүт машинанын энергия керектөөсүнө таасир эткен эң чоң фактор ISleep. ISleep канчалык кичине болсо, продукттун иштөө мөөнөтү ошончолук узун болот. Бул маани жалпысынан чип маалымат барагына жакын, бирок биз кардарлардын пикир сыноосунда көп учурда уйкунун агымын көп кездештиребиз, эмне үчүн?

Бул көйгөй көбүнчө MCU конфигурациясынан келип чыгат. Бир MCUнун орточо MCU энергия керектөөсү mA деңгээлине жетиши мүмкүн. Башкача айтканда, эгер сиз кокусунан IO портунун абалын сагынсаңыз же туура келбесе, анда ал мурунку аз кубаттуу дизайнды жок кылат. Келгиле, көйгөйдүн канчалык деңгээлде таасир этерин билүү үчүн кичинекей экспериментти мисал катары алалы.

6 -кадам:

Figure 4 жана Figure 5тин сыноо процессинде, сыноо объектиси ошол эле продукт, жана ошол эле конфигурация - бул модулдун уйку режими, бул тесттин натыйжаларынын айырмасын ачык көрө алат. 4-сүрөттө, бардык IOs түшүрүү же тартылуу үчүн конфигурацияланган жана сыналган ток 4.9uA гана. Figure 5, IOs эки гана өзгөрмөлүү киргизүү катары конфигурацияланган, жана тест жыйынтыгы 86.1uA болуп саналат.

Эгерде 3 -сүрөттүн иштөө агымы жана узактыгы туруктуу сакталып турса, анда берүү аралыгы 1 саат, бул ар кандай уйку токунун эсептөөлөрүн алып келет. 4 -сүрөттүн жыйынтыгы боюнча саатына орточо ток 5,57 уА, ал эми 5 -сүрөт боюнча 86,77 уА, бул болжол менен 16 эсе. Ошондой эле 200mAh CR2032 батареянын кубаттуулугун колдонуп, 4 -сүрөттөгү конфигурацияга ылайык продукт болжол менен 4 жыл иштей алат жана 5 -конфигурацияга ылайык, бул жыйынтык болгону 3 айга жакын! Жогорудагы мисалдардан көрүнүп тургандай, зымсыз модулду колдонуу мөөнөтүн максималдаштыруу үчүн төмөнкү дизайн принциптери сакталууга тийиш:

1. Кардарлардын өтүнмө талаптарын канааттандыруу шартында, мүмкүн болушунча пакеттерди жөнөтүү интервалын узартыңыз жана жумушчу мезгилде жумушчу агымын азайтыңыз;

2. MCUнун IO статусу туура конфигурацияланууга тийиш. Ар кандай өндүрүүчүлөрдүн MCUлары ар кандай конфигурацияга ээ болушу мүмкүн. Чоо -жайын билүү үчүн расмий маалыматка кайрылыңыз.

LM400TU-ZLG Zhiyuan Electronics тарабынан иштелип чыккан аз кубаттуу LoRa негизги модулу. Модуль аскердик байланыш системасынан алынган LoRa модуляция технологиясы менен иштелип чыккан. Бул комплекстүү чөйрөдө кичинекей маалымат көлөмүн кемчиликсиз чечүү үчүн уникалдуу спектрди кеңейтүүчү кайра иштетүү технологиясын айкалыштырат. Ультра алыс аралык байланыш проблемасы. LoRa тармагынын тунук берүү модулу өзүн-өзү уюштуруучу тармактын тунук берүү протоколун камтыйт, колдонуучунун бир баскычтуу өзүн-өзү уюштуруучу тармагын колдойт жана эсептегичтин окуу протоколун, CLAA протоколун жана LoRaWAN протоколун камсыз кылат. Колдонуучулар протоколго көп убакыт коротпостон тиркемелерди түз иштеп чыгышат.