Aşağı Enerji İstehsalında Simsiz Rabitə Modullarının Güc Tükətməsini Necə Düzgün Ölçmək olar ?: 6 Addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Əşyaların İnternetində aşağı enerji istehlakı son dərəcə əhəmiyyətli bir anlayışdır. Əksər IoT qovşaqlarının batareyalarla işləməsi lazımdır. Yalnız simsiz modulun enerji istehlakını düzgün ölçməklə 5 illik batareyanın ömrü üçün nə qədər batareyaya ehtiyac olduğunu dəqiq təxmin edə bilərik. Bu məqalə sizin üçün ətraflı ölçmə üsullarını izah edəcək.

Əşyalar İnternetinin bir çox tətbiqində, terminal cihazları ümumiyyətlə batareyadan işləyir və məhdud gücə malikdir. Batareyanın özünü boşaltması səbəbindən ən pis vəziyyətdə elektrik enerjisinin nominal dəyəri nominal gücün yalnız 70% -ni təşkil edir. Məsələn, ən çox istifadə olunan CR2032 düymə batareyası, bir batareyanın nominal tutumu 200 mAh -dir və əslində yalnız 140 mAh -dən istifadə edilə bilər.

Batareyanın gücü o qədər məhdud olduğundan məhsulun enerji istehlakını azaltmaq vacibdir! Güc istehlakını ölçmək üçün ən çox istifadə olunan üsullara nəzər salaq. Yalnız bu enerji istehlakını ölçmə üsulları aydın olduqda, məhsulun enerji istehlakı optimallaşdırıla bilər.

Addım 1: Birincisi, Enerji İstehsalının Ölçülməsi

Simsiz modulun enerji istehlakı testi əsasən cərəyanı ölçmək üçündür və burada sakit cərəyan və dinamik cərəyanın iki fərqli sınağına bölünür. Modul yuxu və ya gözləmə vəziyyətində olduqda, cərəyan dəyişmədiyindən statik bir dəyər saxlayın, buna sakit cərəyan deyirik. Bu anda, ölçmək üçün ənənəvi bir multimetrdən istifadə edə bilərik, yalnız Şəkil 1 -də göstərildiyi kimi, lazım olan ölçü dəyərini əldə etmək üçün bir multimetrini elektrik təchizatı pimi ilə ardıcıl olaraq bağlamaq lazımdır.

Addım 2:

Modulun normal iş rejiminin emissiya cərəyanını ölçərkən, ümumi cərəyan siqnal ötürülməsi üçün lazım olan qısa müddətə görə dəyişmə vəziyyətindədir. Buna dinamik cərəyan deyirik. Multimetrin cavab müddəti ləngdir, dəyişən cərəyanı tutmaq çətindir, buna görə ölçmək üçün multimetrdən istifadə edə bilməzsiniz. Cərəyanı dəyişdirmək üçün ölçmək üçün osiloskop və cərəyan zondundan istifadə etməlisiniz. Ölçmə nəticəsi Şəkil 2 -də göstərilmişdir.

Addım 3: İkincisi, Batareya Ömrünün Hesablanması

Simsiz modullar tez -tez aşağıdakı Şəkil 3 -də göstərildiyi kimi iki iş rejiminə, iş rejiminə və yuxu rejiminə malikdir.

Addım 4:

Yuxarıdakı məlumatlar LM400TU məhsulumuzdan gəlir. Yuxarıdakı rəqəmə görə, iki ötürmə paketi arasındakı ötürmə intervalı 1000 ms -dir və orta cərəyan hesablanır:

Başqa sözlə, orta cərəyan 1 saniyədə təxminən 2.4mA -dır. CR2032 enerji təchizatı istifadə edirsinizsə, ideal olaraq təxminən 83 saat, təxminən 3,5 gün istifadə edə bilərsiniz. İş saatlarımızı bir saata uzatsaq nə olar? Eynilə, yuxarıdakı düsturla hesablana bilər ki, saatda ortalama cərəyan yalnız 1.67uA təşkil edir. CR2032 batareyasının eyni bölməsi, avadanlıqların 119, 760 saat, təxminən 13 il işləməsini təmin edə bilər! Yuxarıda göstərilən iki nümunənin müqayisəsindən, paketlərin göndərilməsi ilə yuxu müddətinin uzadılması, bütün maşının enerji istehlakını azalda bilər ki, cihaz daha uzun müddət işləyə bilsin. Kabelsiz sayğacların oxunması sənayesində olan məhsullar ümumiyyətlə uzun müddət istifadə olunur, çünki onlar gündə yalnız bir dəfə məlumat göndərirlər.

Addım 5: Üçüncüsü, Ümumi Güc Problemləri və Səbəbləri

Məhsulun aşağı enerji istehlakını təmin etmək üçün, paket aralığının vaxtını artırmaqla yanaşı, məhsulun özünün, yəni yuxarıda qeyd olunan Iwork və ISleep -in cari istehlakında da azalma var. Normal şəraitdə bu iki dəyər çip məlumat vərəqinə uyğun olmalıdır, lakin istifadəçi düzgün istifadə edilmədikdə problemlər yarana bilər. Modulun emissiya cərəyanını sınaqdan keçirərkən, antenin quraşdırılmasının test nəticələrinə böyük təsir göstərdiyini gördük. Bir anten ilə ölçərkən, bir məhsulun cərəyanı 120mA -dır, ancaq anten vidalanarsa, test cərəyanı təxminən 150mA -a qədər yüksəlir. Bu vəziyyətdə enerji istehlakı anomaliyası əsasən modulun RF ucunun uyğunsuzluğundan qaynaqlanır və daxili PA -nın anormal işləməsinə səbəb olur. Buna görə müştərilərə simsiz modulu qiymətləndirərkən testdən keçməsini tövsiyə edirik.

Əvvəlki hesablamalarda, ötürmə intervalı getdikcə uzandıqda, işləyən cari iş dövrü getdikcə kiçilir və bütün maşının enerji istehlakına təsir edən ən böyük faktor ISleep -dir. ISleep nə qədər kiçik olsa, məhsul ömrü də o qədər uzun olacaq. Bu dəyər ümumiyyətlə çip məlumat vərəqinə yaxındır, lakin müştəri rəy testində çox vaxt çoxlu yuxu axını ilə qarşılaşırıq, niyə?

Bu problem tez -tez MCU -nun konfiqurasiyasından qaynaqlanır. Bir MCU -nun orta MCU enerji istehlakı mA səviyyəsinə çata bilər. Başqa sözlə, təsadüfən bir IO portunun vəziyyətini qaçırsanız və ya uyğun gəlmirsinizsə, ehtimal ki, əvvəlki aşağı güclü dizaynı məhv edəcək. Problemin nə qədər təsir etdiyini görmək üçün kiçik bir təcrübəni nümunə olaraq götürək.

Addım 6:

Şəkil 4 və Şəkil 5 -in test prosesində test obyekti eyni məhsuldur və eyni konfiqurasiya, test nəticələrinin fərqini açıq şəkildə görə bilən modul yuxu rejimidir. Şəkil 4-də, bütün IO-lar giriş açma və ya çəkmə üçün konfiqurasiya edilmişdir və sınaqdan keçirilmiş cərəyan yalnız 4.9uA-dır. Şəkil 5 -də IO -dan yalnız ikisi üzən giriş kimi konfiqurasiya edilmişdir və test nəticəsi 86.1uA -dır.

Şəkil 3 -ün işləmə cərəyanı və müddəti sabit saxlanılırsa, ötürülmə intervalı 1 saatdır ki, bu da müxtəlif yuxu cərəyanı hesablamalarına səbəb olur. Şəkil 4 -ün nəticələrinə görə, saatda ortalama cərəyan 5.57 uA, Şəkil 5 -ə görə isə təxminən 16 dəfə olan 86.77 uA -dır. Həmçinin 200mAh CR2032 batareya enerji təchizatı istifadə edərək, Şəkil 4 -ün konfiqurasiyasına görə məhsul təxminən 4 il normal işləyə bilər və Şəkil 5 konfiqurasiyasına görə bu nəticə cəmi 3 aya yaxındır! Yuxarıdakı nümunələrdən göründüyü kimi, simsiz modulun istifadə müddətini maksimum dərəcədə artırmaq üçün aşağıdakı dizayn prinsiplərinə riayət edilməlidir:

1. Müştərilərin tətbiq tələblərini ödəmək şərti ilə, paketlərin göndərilmə müddətini mümkün qədər uzadın və iş müddətində iş cərəyanını azaldın;

2. MCU -nun IO statusu düzgün qurulmalıdır. Fərqli istehsalçıların MCU -ları fərqli konfiqurasiyaya malik ola bilər. Ətraflı məlumat üçün rəsmi məlumatlara baxın.

LM400TU, ZLG Zhiyuan Electronics tərəfindən hazırlanmış aşağı güclü LoRa nüvəli moduldur. Modul, hərbi rabitə sistemindən əldə edilən LoRa modulyasiya texnologiyası ilə hazırlanmışdır. Kompleks mühitdə kiçik məlumat həcmini mükəmməl həll etmək üçün unikal spektr genişləndirmə emal texnologiyasını birləşdirir. Ultra uzun məsafəli ünsiyyət problemi. LoRa şəbəkə şəffaf ötürmə modulu, özünü təşkil edən şəbəkə şəffaf ötürmə protokolunu özündə cəmləşdirir, istifadəçinin bir düyməli özünü təşkil edən şəbəkəsini dəstəkləyir və xüsusi sayğac oxu protokolu, CLAA protokolu və LoRaWAN protokolu təqdim edir. İstifadəçilər protokola çox vaxt sərf etmədən tətbiqləri birbaşa inkişaf etdirə bilərlər.