Jinsi ya Kupima kwa usahihi Matumizi ya Nguvu ya Moduli za Mawasiliano zisizo na waya katika Enzi ya Matumizi ya Nguvu ya Chini ?: Hatua 6

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Matumizi ya nguvu ya chini ni dhana muhimu sana kwenye Wavuti ya Vitu. Node nyingi za IOT zinahitaji kuwezeshwa na betri. Ni kwa kupima kwa usahihi matumizi ya nguvu ya moduli isiyo na waya tunaweza kukadiria kwa usahihi ni kiasi gani cha betri inahitajika kwa maisha ya betri ya miaka 5. Nakala hii itaelezea njia za kina za upimaji kwako.

Katika matumizi mengi ya Mtandao wa Vitu, vifaa vya terminal kawaida hupewa betri na zina nguvu ndogo inayopatikana. Kwa sababu ya kujitolea kwa betri, matumizi halisi ya umeme katika hali mbaya ni karibu 70% ya nguvu ya majina. Kwa mfano, betri inayotumiwa kawaida ya CR2032, uwezo wa kawaida wa betri moja ni 200mAh, na kwa kweli ni 140mAh tu inayoweza kutumika.

Kwa kuwa nguvu ya betri ni ndogo sana, ni muhimu kupunguza matumizi ya nguvu ya bidhaa! Wacha tuangalie njia zinazotumiwa kawaida za kupima utumiaji wa nguvu. Ni wakati tu njia hizi za kupima utumiaji wa nguvu ziko wazi ndipo matumizi ya nguvu ya bidhaa yanaweza kuboreshwa.

Hatua ya 1: Kwanza, Upimaji wa Matumizi ya Nguvu

Mtihani wa utumiaji wa nguvu wa moduli isiyo na waya haswa ni kupima sasa, na hapa imegawanywa katika vipimo viwili tofauti vya sasa vya quiescent na nguvu ya sasa. Wakati moduli iko kwenye hali ya kulala au ya kusubiri, kwa sababu ya sasa haibadilika, weka thamani ya tuli, tunaiita ya sasa ya kuzorota. Kwa wakati huu, tunaweza kutumia multimeter ya jadi kupima, tunahitaji tu kuunganisha multimeter mfululizo na pini ya usambazaji wa umeme ili kupata kipimo cha kipimo kinachohitajika, kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo 1.

Hatua ya 2:

Wakati wa kupima chafu ya hali ya kawaida ya utendaji wa moduli, jumla ya sasa iko katika hali ya mabadiliko kwa sababu ya muda mfupi unaohitajika kwa usafirishaji wa ishara. Tunaiita nguvu ya sasa. Wakati wa kujibu wa multimeter ni polepole, ni ngumu kukamata sasa inayobadilika, kwa hivyo huwezi kutumia multimeter kupima. Kwa kubadilisha sasa, unahitaji kutumia oscilloscope na uchunguzi wa sasa kupima. Matokeo ya kipimo yameonyeshwa kwenye Kielelezo 2.

Hatua ya 3: Pili, Mahesabu ya Maisha ya Battery

Moduli zisizo na waya mara nyingi huwa na njia mbili za utendaji, hali ya uendeshaji na hali ya kulala, kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo 3 hapa chini.

Hatua ya 4:

Takwimu zilizo hapo juu zinatoka kwa bidhaa yetu ya LM400TU. Kulingana na takwimu hapo juu, muda wa usafirishaji kati ya pakiti mbili za usafirishaji ni 1000ms, na wastani wa sasa umehesabiwa:

Kwa maneno mengine, wastani wa sasa ni karibu 2.4mA kwa sekunde 1. Ikiwa unatumia usambazaji wa umeme wa CR2032, unaweza kutumia masaa 83, kama siku 3.5. Je! Ikiwa tutapanua masaa yetu ya kazi hadi saa moja? Vivyo hivyo, inaweza kuhesabiwa na fomula hapo juu kwamba wastani wa sasa kwa saa ni 1.67uA tu. Sehemu hiyo hiyo ya betri ya CR2032 inaweza kusaidia vifaa kufanya kazi 119, masaa 760, kama miaka 13! Kutoka kwa kulinganisha kwa mifano miwili hapo juu, kuongeza muda kati ya kutuma pakiti na kuongeza muda wa kulala kunaweza kupunguza matumizi ya nguvu ya mashine nzima, ili kifaa kiweze kufanya kazi kwa muda mrefu. Hii ndio sababu bidhaa kwenye tasnia ya kusoma mita zisizo na waya kawaida hutumiwa kwa muda mrefu kwa sababu hutuma data mara moja kwa siku.

Hatua ya 5: Tatu, Shida za kawaida za Nguvu na Sababu

Ili kuhakikisha matumizi ya chini ya bidhaa, pamoja na kuongeza muda wa pakiti, pia kuna upunguzaji wa matumizi ya sasa ya bidhaa yenyewe, ambayo ni, Iwork na ISleep iliyotajwa hapo juu. Katika hali ya kawaida, maadili haya mawili yanapaswa kuwa sawa na karatasi ya data ya chip, lakini ikiwa mtumiaji hatumiki vizuri, kunaweza kuwa na shida. Tulipojaribu chafu ya moduli, tuligundua kuwa kufunga antena kulikuwa na athari kubwa kwenye matokeo ya mtihani. Wakati wa kupima na antena, sasa bidhaa ni 120mA, lakini ikiwa antenna imezimwa, sasa jaribio limepanda karibu 150mA. Ukosefu wa matumizi ya nguvu katika kesi hii husababishwa sana na kutofanana kwa mwisho wa RF ya moduli, na kusababisha PA ya ndani kufanya kazi isivyo kawaida. Kwa hivyo, tunapendekeza wateja wachukue jaribio wakati wa kutathmini moduli isiyo na waya.

Katika hesabu zilizopita, wakati muda wa usambazaji unazidi kuwa mrefu na mrefu, mzunguko wa kazi wa sasa unazidi kuwa mdogo na mdogo, na sababu kubwa inayoathiri utumiaji wa nguvu wa mashine nzima ni USINGIZI. Kidogo cha Usingizi, ndivyo maisha ya bidhaa yatakavyokuwa tena. Thamani hii kwa ujumla iko karibu na karatasi ya data ya chip, lakini mara nyingi tunakutana na idadi kubwa ya usingizi wa sasa kwenye jaribio la maoni ya mteja, kwa nini?

Shida hii mara nyingi husababishwa na usanidi wa MCU. Matumizi ya nguvu ya MCU ya MCU moja inaweza kufikia kiwango cha mA. Kwa maneno mengine, ikiwa kwa bahati mbaya utakosa au kutokukosea hali ya bandari ya IO, kuna uwezekano wa kuharibu muundo wa nguvu za chini uliopita. Wacha tuchukue jaribio dogo kama mfano ili kuona shida inaathiri kiasi gani.

Hatua ya 6:

Katika mchakato wa jaribio la Kielelezo 4 na Kielelezo 5, kitu cha kujaribu ni bidhaa sawa, na usanidi huo ni hali ya kulala ya moduli, ambayo inaweza kuona tofauti ya matokeo ya mtihani. Katika Mchoro 4, IO zote zimesanidiwa kwa kuvuta au kuingiza pembejeo, na sasa iliyojaribiwa ni 4.9uA tu. Katika Mchoro 5, ni mbili tu za IO ambazo zimesanidiwa kama pembejeo zinazoelea, na matokeo ya mtihani ni 86.1uA.

Ikiwa sasa ya uendeshaji na muda wa Kielelezo 3 huhifadhiwa kila wakati, muda wa maambukizi ni saa 1, ambayo huleta hesabu tofauti za usingizi wa sasa. Kulingana na matokeo ya Mtini. 4, wastani wa sasa kwa saa ni 5.57 uA, na kulingana na Mtini. 5, ni 86.77 uA, ambayo ni karibu mara 16. Pia kutumia 200mAh CR2032 usambazaji wa umeme, bidhaa kulingana na usanidi wa Kielelezo 4, inaweza kufanya kazi kawaida kwa karibu miaka 4, na kulingana na muundo wa Mchoro 5, matokeo haya ni karibu miezi 3 tu! Kama inavyoonekana kutoka kwa mifano hapo juu, kanuni zifuatazo za muundo zinapaswa kufuatwa ili kuongeza muda wa matumizi ya moduli isiyo na waya:

1. Chini ya hali ya kukidhi mahitaji ya matumizi ya wateja, ongeza muda wa kutuma pakiti iwezekanavyo, na kupunguza wakati wa kufanya kazi wakati wa kazi;

2. Hali ya IO ya MCU lazima isanidiwe kwa usahihi. MCU za wazalishaji tofauti zinaweza kuwa na usanidi tofauti. Rejea data rasmi kwa maelezo.

LM400TU ni moduli ya msingi ya nguvu ya chini ya LoRa iliyoundwa na ZLG Zhiyuan Electronics. Moduli imeundwa na teknolojia ya moduli ya LoRa inayotokana na mfumo wa mawasiliano ya kijeshi. Inachanganya teknolojia ya upanaji wa wigo wa kipekee ili kusuluhisha kikamilifu kiasi kidogo cha data katika mazingira magumu. Shida ya mawasiliano ya umbali mrefu. Moduli ya usafirishaji wa uwazi ya mtandao wa LoRa inapachika itifaki ya uenezaji wa uwazi ya mtandao wa kibinafsi, inasaidia mtandao wa kujipanga wa kitufe cha mtumiaji mmoja, na hutoa itifaki ya kusoma mita ya kujitolea, itifaki ya CLAA na itifaki ya LoRaWAN. Watumiaji wanaweza kukuza moja kwa moja programu bila kutumia muda mwingi kwenye itifaki.