Ինչպե՞ս ճիշտ չափել անլար հաղորդակցության մոդուլների էներգիայի սպառումը ցածր էներգիայի սպառման դարաշրջանում: 6 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Powerածր էներգիայի սպառումը չափազանց կարևոր հասկացություն է իրերի ինտերնետում: IoT հանգույցների մեծ մասը պետք է սնուցվեն մարտկոցներով: Միայն անլար մոդուլի էներգիայի սպառումը ճիշտ չափելով, մենք կարող ենք ճշգրիտ գնահատել, թե որքան մարտկոց է անհրաժեշտ 5 տարվա մարտկոցի համար: Այս հոդվածը ձեզ կբացատրի չափման մանրամասն մեթոդները:

Իրերի ինտերնետի շատ ծրագրերում տերմինալային սարքերը սովորաբար աշխատում են մարտկոցից և ունեն սահմանափակ մատչելի էներգիա: Մարտկոցի ինքնալիցքավորման պատճառով էլեկտրաէներգիայի իրական օգտագործումը վատագույն դեպքում կազմում է անվանական հզորության միայն մոտ 70% -ը: Օրինակ, սովորաբար օգտագործվող CR2032 կոճակով մարտկոցը, մեկ մարտկոցի անվանական հզորությունը 200 մԱ / ժ է, և իրականում կարող է օգտագործվել միայն 140 մԱ / ժ:

Քանի որ մարտկոցի հզորությունը այնքան սահմանափակ է, կարևոր է նվազեցնել արտադրանքի էներգիայի սպառումը: Եկեք նայենք էներգիայի սպառման չափման սովորաբար օգտագործվող մեթոդներին: Միայն երբ էներգիայի սպառման չափման այս մեթոդները հստակ են, արտադրանքի էներգիայի սպառումը կարող է օպտիմալացվել:

Քայլ 1. Նախ `էներգիայի սպառման չափում

Անլար մոդուլի էներգիայի սպառման թեստը հիմնականում չափում է հոսանքը, և այստեղ այն բաժանված է հանդարտ հոսանքի և դինամիկ հոսանքի երկու տարբեր թեստերի: Երբ մոդուլը գտնվում է քնի կամ սպասման վիճակում, քանի որ հոսանքը չի փոխվում, պահպանեք ստատիկ արժեք, մենք այն անվանում ենք հանգիստ հոսանք: Այս պահին մենք կարող ենք օգտագործել ավանդական բազմաչափը չափելու համար, պարզապես անհրաժեշտ է մի շարք մուլտիմետր միացնել էլեկտրասնուցման պինին `չափման պահանջվող արժեքը ստանալու համար, ինչպես ցույց է տրված Նկար 1 -ում:

Քայլ 2:

Մոդուլի բնականոն ռեժիմի արտանետման հոսանքը չափելիս ընդհանուր հոսանքը փոփոխության վիճակում է `ազդանշանի փոխանցման համար պահանջվող կարճ ժամանակի պատճառով: Մենք այն անվանում ենք դինամիկ հոսանք: Մուլտիմետրի արձագանքման ժամանակը դանդաղ է, դժվար է գրավել փոփոխվող հոսանքը, ուստի չափման համար չեք կարող օգտագործել բազմիմետրը: Հոսանքը փոխելու համար անհրաժեշտ է օգտագործել օսլիլոսկոպը և ընթացիկ զոնդը չափելու համար: Չափման արդյունքը ներկայացված է Նկար 2 -ում:

Քայլ 3: Երկրորդ, մարտկոցի ծառայության հաշվարկ

Անլար մոդուլները հաճախ ունենում են աշխատանքի երկու ռեժիմ ՝ գործառնական և քնի ռեժիմ, ինչպես ցույց է տրված ստորև նկար 3 -ում:

Քայլ 4:

Վերոնշյալ տվյալները գալիս են մեր LM400TU արտադրանքից: Ըստ վերը նշված գործչի ՝ փոխանցման երկու փաթեթների միջև փոխանցման միջակայքը 1000 մ է, իսկ միջին հոսանքը հաշվարկվում է.

Այլ կերպ ասած, միջին հոսանքը մոտ 2.4 մԱ է 1 վայրկյանում: Եթե օգտագործում եք CR2032 սնուցման աղբյուր, ապա իդեալականորեն կարող եք օգտագործել մոտ 83 ժամ, մոտ 3.5 օր: Իսկ եթե մեր աշխատանքային ժամերը երկարացնե՞նք մեկ ժամի: Նմանապես, վերը նշված բանաձևով կարելի է հաշվարկել, որ ժամում միջին հոսանքը կազմում է ընդամենը 1.67uA: CR2032 մարտկոցի նույն հատվածը կարող է ապահովել սարքավորումների աշխատանքը 119, 760 ժամ, մոտ 13 տարի: Վերոնշյալ երկու օրինակների համեմատությունից ՝ փաթեթներ ուղարկելու և քնի ժամանակը երկարացնելու միջև ընկած ժամանակահատվածը կարող է նվազեցնել ամբողջ մեքենայի էներգիայի սպառումը, որպեսզի սարքը կարողանա ավելի երկար աշխատել: Ահա թե ինչու անլար հաշվիչների ընթերցման արդյունաբերության արտադրանքը հիմնականում երկար ժամանակ օգտագործվում է, քանի որ դրանք օրական մեկ անգամ են տվյալներ ուղարկում:

Քայլ 5. Երրորդ, ընդհանուր էներգիայի խնդիրները և պատճառները

Ապրանքի ցածր էներգիայի սպառումը ապահովելու համար, փաթեթների միջակայքի ավելացումից բացի, կա նաև բուն ապրանքի ընթացիկ սպառման կրճատում, այսինքն ՝ վերը նշված Iwork և ISleep: Սովորական պայմաններում այս երկու արժեքները պետք է համապատասխանեն չիպերի տվյալների թերթին, բայց եթե օգտագործողը ճիշտ չի օգտագործվում, կարող են խնդիրներ լինել: Երբ մենք փորձարկեցինք մոդուլի արտանետման հոսանքը, մենք պարզեցինք, որ ալեհավաքի տեղադրումը մեծ ազդեցություն է ունեցել փորձարկման արդյունքների վրա: Ալեհավաքով չափելիս արտադրանքի հոսանքը 120 մԱ է, բայց եթե ալեհավաքը պտուտակված է, փորձարկման հոսանքը սավառնում է մինչև 150 մԱ: Էլեկտրաէներգիայի սպառման անոմալիան այս դեպքում հիմնականում առաջանում է մոդուլի ՌԴ վերջի անհամապատասխանությունից ՝ պատճառելով ներքին ՊՏ -ի աննորմալ աշխատանքը: Հետևաբար, մենք խորհուրդ ենք տալիս հաճախորդներին անցնել թեստը անլար մոդուլը գնահատելիս:

Նախորդ հաշվարկներում, երբ փոխանցման միջակայքն ավելի ու ավելի է մեծանում, աշխատանքային ընթացիկ աշխատանքային ցիկլը փոքրանում և փոքրանում է, և ամբողջ մեքենայի էներգիայի սպառման վրա ազդող ամենամեծ գործոնը IS քունն է: Որքան փոքր է քունը, այնքան երկար կլինի արտադրանքի կյանքը: Այս արժեքը, ընդհանուր առմամբ, մոտ է չիպերի տվյալների թերթիկին, բայց հաճախորդների հետադարձ թեստում մենք հաճախ հանդիպում ենք քնի մեծ հոսանքի, ինչու:

Այս խնդիրը հաճախ առաջանում է MCU- ի կազմաձևման պատճառով: Մեկ MCU- ի միջին MCU էներգիայի սպառումը կարող է հասնել mA մակարդակի: Այլ կերպ ասած, եթե դուք պատահաբար բաց թողնեք կամ չհամապատասխանեք IO նավահանգստի վիճակին, ապա ամենայն հավանականությամբ այն կկործանի նախկին ցածր էներգիայի դիզայնը: Որպես օրինակ վերցնենք մի փոքր փորձ ՝ տեսնելու, թե որքանով է խնդիրը ազդում:

Քայլ 6:

Նկար 4 -ի և 5 -ի փորձարկման գործընթացում փորձարկման օբյեկտը նույն արտադրանքն է, և նույն կազմաձևը մոդուլային քնի ռեժիմն է, որն ակնհայտորեն տեսնում է թեստի արդյունքների տարբերությունը: Գծապատկեր 4-ում բոլոր IO- ները կազմաձևված են մուտքի ներքև կամ ներքև քաշելու համար, իսկ փորձարկված հոսանքը կազմում է ընդամենը 4.9uA: Նկար 5 -ում, IO- ներից միայն երկուսն են կազմաձևված որպես լողացող մուտքեր, իսկ թեստի արդյունքը `86.1uA:

Եթե Նկար 3 -ի գործող հոսանքը և տևողությունը պահպանվում են անփոփոխ, փոխանցման միջակայքը 1 ժամ է, ինչը բերում է քնի ընթացքի տարբեր հաշվարկների: Նկ. 4 -ի արդյունքների համաձայն, ժամում միջին հոսանքը կազմում է 5.57 uA, իսկ նկ. 5 -ի համաձայն `86.77 uA, ինչը մոտ 16 անգամ է: Օգտագործելով նաև 200 մԱ / ժ CR2032 մարտկոցի սնուցման աղբյուր, արտադրանքը, համաձայն Գծապատկեր 4 -ի կազմաձևի, կարող է նորմալ աշխատել մոտ 4 տարի, իսկ ըստ Նկար 5 -ի կազմաձևի, այս արդյունքը ընդամենը մոտ 3 ամիս է: Ինչպես երևում է վերը նշված օրինակներից, անլար մոդուլի օգտագործման տևողությունը առավելագույնի հասցնելու համար պետք է հետևել նախագծման հետևյալ սկզբունքներին.

1. Հաճախորդների կիրառման պահանջները բավարարելու պայմանով `հնարավորինս երկարացնել փաթեթների ուղարկման միջակայքը և նվազեցնել աշխատանքային հոսանքը աշխատանքային ժամանակահատվածում.

2. MCU- ի IO կարգավիճակը պետք է ճիշտ կազմաձևված լինի: Տարբեր արտադրողների MCU- ները կարող են ունենալ տարբեր կազմաձևեր: Մանրամասների համար դիմեք պաշտոնական տվյալներին:

LM400TU- ն ցածր էներգիայի LoRa հիմնական մոդուլ է, որը մշակվել է ZLG Zhiyuan Electronics ընկերության կողմից: Մոդուլը նախագծված է ռազմական հաղորդակցության համակարգից ստացված LoRa մոդուլյացիայի տեխնոլոգիայով: Այն համատեղում է սպեկտրի ընդլայնման յուրահատուկ մշակման տեխնոլոգիան `բարդ միջավայրում տվյալների փոքր ծավալը հիանալի լուծելու համար: Չափազանց հեռավոր հաղորդակցության խնդիրը: LoRa ցանցի թափանցիկ փոխանցման մոդուլը ներառում է ինքնակազմակերպվող ցանցի թափանցիկ փոխանցման արձանագրությունը, աջակցում է օգտվողի մեկ կոճակով ինքնակազմակերպվող ցանցին և ապահովում է հաշվիչների ընթերցման հատուկ արձանագրություն, CLAA արձանագրություն և LoRaWAN արձանագրություն: Օգտվողները կարող են ուղղակիորեն ծրագրեր մշակել ՝ առանց արձանագրության վրա շատ ժամանակ ծախսելու: