Baterie w urz\u0105dzeniach IoT cz\u0119sto wystarczaj\u0105 na dziesi\u0119\u0107 lat lub d\u0142u\u017cej, np. te w inteligentnych wodomierzach. Zatem zapewnienie niskiego zu\u017cycia energii wymaga czego\u015b wi\u0119cej ni\u017c tylko zastosowania technologii i podzespo\u0142\u00f3w zu\u017cywaj\u0105cych ma\u0142o energii.<\/p>\n\n\n\n
Projektowanie urz\u0105dze\u0144 pod k\u0105tem niskiego zu\u017cycia energii przewa\u017cnie rozpoczyna si\u0119 od pomys\u0142u na system o niskim zu\u017cyciu energii. Pomys\u0142 ten wi\u0105\u017ce si\u0119 z wyborem najlepszych technologii komunikacyjnych i podzespo\u0142\u00f3w o niskim zu\u017cyciu energii oraz wykorzystaniem ich funkcji oszcz\u0119dzania energii.<\/p>\n\n\n\n
Wi\u0119kszo\u015b\u0107 platform przetwarzania i chip\u00f3w komunikacyjnych ma r\u00f3\u017cne tryby zasilania: aktywny, czuwania, u\u015bpienia i g\u0142\u0119bokiego u\u015bpienia. Opr\u00f3cz tego technologie komunikacyjne dostarczaj\u0105 okre\u015blone funkcje zwi\u0105zane ze zu\u017cyciem energii w oparciu o wymagane zachowania komunikacyjne, na przyk\u0142ad:<\/p>\n\n\n\n
NB-IoT i LTE-M obs\u0142uguj\u0105 tryb oszcz\u0119dzania energii (PSM) i rozszerzone tryby DRX (eDRX). Ponadto, niedawno wprowadzono funkcj\u0119 wybudzania falami radiowymi.<\/p>\n\n\n\n
Bluetooth\u00ae Low Energy \u2014 technologia o niskim zu\u017cyciu energii, kt\u00f3ra umo\u017cliwi\u0142a dynamiczn\u0105 kontrol\u0119 zasilania od momentu wprowadzenia Bluetooth\u00ae5.2<\/p>\n\n\n\n
Wi-Fi 802.11ax obs\u0142uguje kilka funkcji oszcz\u0119dzania energii do zastosowa\u0144 w IoT, takich jak wybudzanie falami radiowymi.<\/p>\n\n\n\n
Testowanie pozwala zoptymalizowa\u0107 projektowanie urz\u0105dze\u0144 pod k\u0105tem niskiego zu\u017cycia energii<\/h2>\n\n\n\n![\"\"](\"data:image\/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAABAAAAAJAAQMAAAApW4aWAAAAA1BMVEUAAP+KeNJXAAAAAXRSTlMAQObYZgAAAAlwSFlzAAAOxAAADsQBlSsOGwAAAF5JREFUeNrtwQEBAAAAgiD\/r25IQAEAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAO8GIk8AAbOpTZoAAAAASUVORK5CYII=\")
<\/figure><\/div>\n\n\n\nZrozumienie tego, w jaki spos\u00f3b urz\u0105dzenie zu\u017cywa energi\u0119, jest bardzo wa\u017cne. Na przyk\u0142ad chipy Bluetooth\u00ae zwykle maj\u0105 r\u00f3\u017cne tryby pracy:<\/p>\n\n\n\n
- Bezczynno\u015b\u0107<\/li>
- U\u015bpienie<\/li>
- G\u0142\u0119bokie u\u015bpienie<\/li><\/ul>\n\n\n\n
Niekt\u00f3re z bardzo niskimi warto\u015bciami pr\u0105du zasilania pobieranego w trybie u\u015bpienia, wynosz\u0105cymi tylko kilka mikroamper\u00f3w i warto\u015bciami szczytowymi rz\u0119du kilku miliamper\u00f3w.<\/p>\n\n\n\n
Zatem monitorowanie zu\u017cycia energii podczas r\u00f3\u017cnych test\u00f3w i optymalizacja u\u017cycia r\u00f3\u017cnych tryb\u00f3w maj\u0105 kluczowe znaczenie.<\/p>\n\n\n\n
Zasilacz podw\u00f3jny NGM202 ma cztery zakresy pomiaru pr\u0105du i odczyty z rozdzielczo\u015bci\u0105 do 6\u00bd cyfry. Te funkcje czyni\u0105 go idealnym do urz\u0105dze\u0144 z wysokimi warto\u015bciami szczytowymi pr\u0105du i niskim zu\u017cyciem energii w trybie czuwania.<\/p>\n\n\n\n
![\"\"](\"data:image\/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAcIAAAD9AQMAAAAVjeXKAAAAA1BMVEUAAP+KeNJXAAAAAXRSTlMAQObYZgAAAAlwSFlzAAAOxAAADsQBlSsOGwAAACVJREFUaN7twQENAAAAwqD3T20PBxQAAAAAAAAAAAAAAAAAwLsBOVIAAdEjba8AAAAASUVORK5CYII=\")
<\/figure><\/div>\n\n\n\nNiezawodne, bardzo d\u0142ugie dzia\u0142anie na jednej baterii<\/h2>\n\n\n\n
Baterie u\u017cywane do zasilania urz\u0105dze\u0144 o niskim zu\u017cyciu energii to kolejny kluczowy czynnik. Baterie maj\u0105 unikalne w\u0142a\u015bciwo\u015bci przez ca\u0142y cykl ich eksploatacji, takie jak g\u0119sto\u015b\u0107 energii i krzywe roz\u0142adowania.<\/p>\n\n\n\n
Zaawansowane testy s\u0105 kluczowe na ka\u017cdym etapie opracowywania urz\u0105dzenia, aby sprawdzi\u0107, czy projekt dzia\u0142a. Testowanie wyznaczy jego oczekiwan\u0105 wydajno\u015b\u0107 w ca\u0142ym okresie eksploatacyjnym baterii.<\/p>\n\n\n\n
Testowanie urz\u0105dzenia przez tak d\u0142ugi czas jest prawie niemo\u017cliwe, dlatego testy symulacyjne baterii s\u0105 kluczowe. Linia zasilaczy R&S\u00aeNGM200 jest w stanie emulowa\u0107 rzeczywist\u0105 wydajno\u015b\u0107 wyj\u015bciow\u0105 baterii, symuluj\u0105c zar\u00f3wno roz\u0142adowywanie, jak i \u0142adowanie<\/p>\n\n\n\n
Zasilacz R&S\u00aeNGM202 jest w stanie symulowa\u0107 nawet dwie baterie w tym samym czasie.<\/p>\n\n\n\n
Zadbaj o najlepsz\u0105 w swojej klasie wydajno\u015b\u0107 fal radiowych<\/h2>\n\n\n\n<\/figure><\/div>\n\n\n\nProducenci musz\u0105 zadba\u0107 o to, by ich urz\u0105dzenia bezprzewodowe zapewnia\u0142y optymaln\u0105 wydajno\u015b\u0107 fal radiowych dla p\u0142ynnej komunikacji we wszystkich scenariuszach i lokalizacjach. Wp\u0142yw s\u0142abej wydajno\u015bci fal radiowych na zu\u017cycie energii cz\u0119sto bywa ignorowany.<\/p>\n\n\n\n
Technologie komunikacji bezprzewodowej u\u017cywaj\u0105 r\u00f3\u017cnych metod do rozwi\u0105zania problem\u00f3w z sygna\u0142em:<\/p>\n\n\n\n
- Dostosowanie mocy TX<\/li>
- Przej\u015bcie na stabilniejsz\u0105 modulacj\u0119<\/li>
- Schematy kodowania, aby rozpocz\u0105\u0107 ci\u0105g\u0142e powtarzanie wiadomo\u015bci<\/li>
- U\u017cywanie protoko\u0142u do powtarzania wiadomo\u015bci a\u017c do jej pomy\u015blnego przes\u0142ania<\/li><\/ul>\n\n\n\n
Wszystkie te metody powoduj\u0105 wzrost zu\u017cycia energii. Rachunek jest prosty: przes\u0142anie wiadomo\u015bci ponad dwukrotnie wyd\u0142u\u017ca czas emisji i zwi\u0119ksza zu\u017cycie energii. To zwi\u0119kszenie powoduje, \u017ce zweryfikowanie wydajno\u015bci fal radiowych w nadajniku i odbiorniku jest kluczowe.<\/p>\n\n\n\n
Zw\u0142aszcza dla sygna\u0142u LoRaWAN wykonanie pomiar\u00f3w widma jest op\u0142acalne. Sygna\u0142y LoRaWAN s\u0105 obs\u0142ugiwane w pa\u015bmie poni\u017cej 1 GHz, od 125 do 500 kHz.<\/p>\n\n\n\n
Zintegrowana funkcja analizy R&S\u00aeFPC obs\u0142uguje precyzyjne pomiary dla r\u00f3\u017cnego pokrycia LoRa i przepustowo\u015bci kana\u0142u. Dzi\u0119ki temu mo\u017cna zweryfikowa\u0107, czy urz\u0105dzenie zapewnia oczekiwan\u0105 moc TX w wymaganym zakresie.<\/p>\n\n\n\n
Podsumowanie<\/h2>\n\n\n\n
Wielu producent\u00f3w ci\u0105gle przekracza granice nowych funkcji swoich produkt\u00f3w zaimplementowanych w urz\u0105dzeniach przeno\u015bnych i zasilanych bateryjnie. W przypadku tych produkt\u00f3w wyd\u0142u\u017cenie czasu pracy baterii dzi\u0119ki zminimalizowaniu zu\u017cycia energii zdecydowanie odr\u00f3\u017cnia je od konkurencji, a jednocze\u015bnie wyd\u0142u\u017ca og\u00f3lny czas eksploatacji produktu.<\/p>\n\n\n\n
Testowanie jest integraln\u0105 cz\u0119\u015bci\u0105 procesu projektowania i umo\u017cliwia in\u017cynierom sprawdzenie r\u00f3\u017cnych metod oszcz\u0119dzania energii, takich jak bramkowanie zegara, bramkowanie mocy i systemy wielonapi\u0119ciowe.<\/p>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/rohde-1-1024x576.jpg\")
<\/figure><\/div>\n\n\n\nZrozumienie tego, w jaki spos\u00f3b urz\u0105dzenie zu\u017cywa energi\u0119, jest bardzo wa\u017cne. Na przyk\u0142ad chipy Bluetooth\u00ae zwykle maj\u0105 r\u00f3\u017cne tryby pracy:<\/p>\n\n\n\n
- Bezczynno\u015b\u0107<\/li>
- U\u015bpienie<\/li>
- G\u0142\u0119bokie u\u015bpienie<\/li><\/ul>\n\n\n\n
Niekt\u00f3re z bardzo niskimi warto\u015bciami pr\u0105du zasilania pobieranego w trybie u\u015bpienia, wynosz\u0105cymi tylko kilka mikroamper\u00f3w i warto\u015bciami szczytowymi rz\u0119du kilku miliamper\u00f3w.<\/p>\n\n\n\n
Zatem monitorowanie zu\u017cycia energii podczas r\u00f3\u017cnych test\u00f3w i optymalizacja u\u017cycia r\u00f3\u017cnych tryb\u00f3w maj\u0105 kluczowe znaczenie.<\/p>\n\n\n\n
Zasilacz podw\u00f3jny NGM202 ma cztery zakresy pomiaru pr\u0105du i odczyty z rozdzielczo\u015bci\u0105 do 6\u00bd cyfry. Te funkcje czyni\u0105 go idealnym do urz\u0105dze\u0144 z wysokimi warto\u015bciami szczytowymi pr\u0105du i niskim zu\u017cyciem energii w trybie czuwania.<\/p>\n\n\n\n
Niezawodne, bardzo d\u0142ugie dzia\u0142anie na jednej baterii<\/h2>\n\n\n\n
Baterie u\u017cywane do zasilania urz\u0105dze\u0144 o niskim zu\u017cyciu energii to kolejny kluczowy czynnik. Baterie maj\u0105 unikalne w\u0142a\u015bciwo\u015bci przez ca\u0142y cykl ich eksploatacji, takie jak g\u0119sto\u015b\u0107 energii i krzywe roz\u0142adowania.<\/p>\n\n\n\n
Zaawansowane testy s\u0105 kluczowe na ka\u017cdym etapie opracowywania urz\u0105dzenia, aby sprawdzi\u0107, czy projekt dzia\u0142a. Testowanie wyznaczy jego oczekiwan\u0105 wydajno\u015b\u0107 w ca\u0142ym okresie eksploatacyjnym baterii.<\/p>\n\n\n\n
Testowanie urz\u0105dzenia przez tak d\u0142ugi czas jest prawie niemo\u017cliwe, dlatego testy symulacyjne baterii s\u0105 kluczowe. Linia zasilaczy R&S\u00aeNGM200 jest w stanie emulowa\u0107 rzeczywist\u0105 wydajno\u015b\u0107 wyj\u015bciow\u0105 baterii, symuluj\u0105c zar\u00f3wno roz\u0142adowywanie, jak i \u0142adowanie<\/p>\n\n\n\n
Zasilacz R&S\u00aeNGM202 jest w stanie symulowa\u0107 nawet dwie baterie w tym samym czasie.<\/p>\n\n\n\n
Zadbaj o najlepsz\u0105 w swojej klasie wydajno\u015b\u0107 fal radiowych<\/h2>\n\n\n\n
Producenci musz\u0105 zadba\u0107 o to, by ich urz\u0105dzenia bezprzewodowe zapewnia\u0142y optymaln\u0105 wydajno\u015b\u0107 fal radiowych dla p\u0142ynnej komunikacji we wszystkich scenariuszach i lokalizacjach. Wp\u0142yw s\u0142abej wydajno\u015bci fal radiowych na zu\u017cycie energii cz\u0119sto bywa ignorowany.<\/p>\n\n\n\n
Technologie komunikacji bezprzewodowej u\u017cywaj\u0105 r\u00f3\u017cnych metod do rozwi\u0105zania problem\u00f3w z sygna\u0142em:<\/p>\n\n\n\n
- Dostosowanie mocy TX<\/li>
- Przej\u015bcie na stabilniejsz\u0105 modulacj\u0119<\/li>
- Schematy kodowania, aby rozpocz\u0105\u0107 ci\u0105g\u0142e powtarzanie wiadomo\u015bci<\/li>
- U\u017cywanie protoko\u0142u do powtarzania wiadomo\u015bci a\u017c do jej pomy\u015blnego przes\u0142ania<\/li><\/ul>\n\n\n\n
Wszystkie te metody powoduj\u0105 wzrost zu\u017cycia energii. Rachunek jest prosty: przes\u0142anie wiadomo\u015bci ponad dwukrotnie wyd\u0142u\u017ca czas emisji i zwi\u0119ksza zu\u017cycie energii. To zwi\u0119kszenie powoduje, \u017ce zweryfikowanie wydajno\u015bci fal radiowych w nadajniku i odbiorniku jest kluczowe.<\/p>\n\n\n\n
Zw\u0142aszcza dla sygna\u0142u LoRaWAN wykonanie pomiar\u00f3w widma jest op\u0142acalne. Sygna\u0142y LoRaWAN s\u0105 obs\u0142ugiwane w pa\u015bmie poni\u017cej 1 GHz, od 125 do 500 kHz.<\/p>\n\n\n\n
Zintegrowana funkcja analizy R&S\u00aeFPC obs\u0142uguje precyzyjne pomiary dla r\u00f3\u017cnego pokrycia LoRa i przepustowo\u015bci kana\u0142u. Dzi\u0119ki temu mo\u017cna zweryfikowa\u0107, czy urz\u0105dzenie zapewnia oczekiwan\u0105 moc TX w wymaganym zakresie.<\/p>\n\n\n\n
Podsumowanie<\/h2>\n\n\n\n
Wielu producent\u00f3w ci\u0105gle przekracza granice nowych funkcji swoich produkt\u00f3w zaimplementowanych w urz\u0105dzeniach przeno\u015bnych i zasilanych bateryjnie. W przypadku tych produkt\u00f3w wyd\u0142u\u017cenie czasu pracy baterii dzi\u0119ki zminimalizowaniu zu\u017cycia energii zdecydowanie odr\u00f3\u017cnia je od konkurencji, a jednocze\u015bnie wyd\u0142u\u017ca og\u00f3lny czas eksploatacji produktu.<\/p>\n\n\n\n
Testowanie jest integraln\u0105 cz\u0119\u015bci\u0105 procesu projektowania i umo\u017cliwia in\u017cynierom sprawdzenie r\u00f3\u017cnych metod oszcz\u0119dzania energii, takich jak bramkowanie zegara, bramkowanie mocy i systemy wielonapi\u0119ciowe.<\/p>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/rohde-2.png\")
<\/figure><\/div>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/rohde-3-1024x576.jpg\")
<\/figure><\/div>\n\n\n\n