Visprecīzākā atbilde ir:Bluetooth moduļa enerģijas patēriņš ir diapazonā no mikroampēriem (µA) miega režīmā līdz miliampēriem (mA) aktīvai pārraidei.
Lai sniegtu jums praktisku izpratni, sadalīsim to pēc dažādiem kopīgā darbības stāvokļiemZema enerģijas patēriņa (BLE)modulis.
Pamatkoncepcija: Darba cikls ir karalis
Enerģijas patēriņš ir saistīts ardarba cikls-procentos, kad radio ir aktīvs salīdzinājumā ar miega režīmu. BLE modulis ir paredzēts, lai gulētu gandrīz visu mūžu, pamostoties īsos, jaudīgos uzliesmojumos.
Enerģijas patēriņš atkarībā no darbības stāvokļa
Šeit ir tipisks moderna BLE moduļa jaudas profils (piemēram, pamatojoties uz Ziemeļvalstu nRF52 sērijas mikroshēmu):
| Darbības stāvoklis | Tipiska pašreizējā izloze | Kas notiek un kāpēc tas ir svarīgi |
|---|---|---|
| Dziļais miegs | 0.1 µA - 2 µA | CPU un radio ir pilnībā izslēgti. Tikai niecīga jaudas lāsīte uztur RAM atmiņu un mazjaudas{1}}taimeri darbojas. Tas ir ilgtermiņa-glabāšanas laika pamats. |
| Gaidīšanas/dīkstāves režīms | 2 µA - 10 µA | Kodols guļ, bet ir gatavs ļoti ātri pamosties, reaģējot uz notikumu (piemēram, taimeris vai ārējs signāls). |
| Reklāma | 10 µA - 500 µA | Modulis pamostas, pārraida "Es esmu šeit!" paciņu un iet atpakaļ gulēt.Vidējā strāva ir ļoti atkarīga no reklāmas intervāla.Reklāma ik pēc 100 ms patērēs daudz vairāk nekā reklāma ik pēc 1 sekundes. |
| Savienots (aktīvs) | 5 mA - 20 mA | Radio aktīvi pārraida vai saņem datus. Šis irmaksimālā strāva, taču tas ilgst tikai no dažiem simtiem mikrosekunžu līdz dažām milisekundēm katram savienojuma notikumam. |
| Savienots (guļ starp notikumiem) | 5 µA - 50 µA | Šī ir BLE burvība. Savienojumā modulis guļ gandrīz visu laikuSavienojuma intervāls, tikai pamostaties uz iepriekš minēto niecīgo aktīvo periodu. |
Atslēgas līdzņemšanai:Jūs nevarat aprakstīt moduļa patēriņu ar vienu skaitli. Jums jāaprēķina anvidējā strāvapamatojoties uz to, cik daudz laika tas pavada katrā štatā.
Vidējās strāvas un akumulatora darbības laika aprēķināšana
Veiksim vienkāršotu aprēķinu parastajam scenārijam: aBLE sensora birkakas ņem temperatūras rādījumu un reizi sekundē nosūta to uz tālruni.
Pieņēmumi:
Savienojuma intervāls:100 ms (parasta vērtība)
Aktīvais laiks vienam pasākumam:2 ms (datu pārsūtīšana)
Pašreizējais aktīvajā stāvoklī:10 mA
Pašreizējais miega stāvoklī: 15 µA
Akumulators:250 mAh monētas šūna (CR2032)
1. Aprēķiniet darba ciklu:
Modulis ir aktīvs 2 ms ik pēc 100 ms.
Darba cikls=(aktīvais laiks/kopējais laiks)=(2 ms/100 ms) =2%
2. Aprēķiniet vidējo strāvu:
Vidējā strāva=(darba cikls × aktīvā strāva) + ((1 - darba cikls) × miega strāva)
= (0.02 × 10,000 µA) + (0.98 × 15 µA)
= 200 µA + 14.7 µA
= ~215 µA(vai 0,215 mA)
3. Aprēķinātais akumulatora darbības laiks:
Akumulatora darbības laiks (stundās)=Akumulatora ietilpība (mAh) / vidējā strāva (mA)
= 250 mAh/0,215 mA
≈ 1163 stundas → ~48 dienas
Šis piemērs parāda, kā ierīce ar maksimālo strāvu 10 mA joprojām var darboties vairāk nekā mēnesi ar mazu akumulatoru!
Salīdzinājums: BLE pret klasisko Bluetooth
Ir ļoti svarīgi atšķirt šos divus, jo to jaudas profili ir ļoti atšķirīgi:
| Bluetooth tips | Jaudas profils | Tipiski lietošanas gadījumi |
|---|---|---|
| Bluetooth zemas enerģijas patēriņš (BLE) | "Peaky & Sleepy"- Ļoti zema vidējā jauda (diapazons no µA līdz mA). Optimizēts sērijveida datiem. | IoT sensori,Valkājamie piederumi, bākas, tālvadības pultis.Akumulatora darbības laiks: mēneši līdz gadiem. |
| Klasiskais Bluetooth (BR/EDR) | "Konsekventi izsalcis"- Ilgstoši liela jauda (desmitiem mA). Optimizēts nepārtrauktai datu straumēšanai. | Audio straumēšana(austiņas, skaļruņi), failu pārsūtīšana.Akumulatora darbības laiks: no stundām līdz dienām. |
Galvenie faktori, kas ietekmē enerģijas patēriņu
Pārraides jauda:Modulis, kas iestatīts uz +8 dBm, patērēs ievērojami vairāk enerģijas nekā pie 0 dBm, taču tam būs lielāks darbības diapazons.
Datu pārraides ātrums:Nosūtot vairāk datu katrā savienojuma notikumā, radio paliek ieslēgts ilgāk, palielinot jaudu.
Savienojuma parametri:
Savienojuma intervāls:Īsāki intervāli nozīmē biežāku pamošanos{0}}un lielāku jaudu. Ilgāki intervāli ietaupa enerģiju, bet palielina latentumu.
Vergu latentums:Tas ir "izlaist skaitīšanu", kas ļauj ierīcei izlaist savienojuma notikumus, ja tai nav datu, ievērojami samazinot vidējo jaudu.
Perifēro ierīču lietošana:Ja moduļa iekšējā MCU darbojas arī jūsu lietojumprogrammas kods un sensori, šī jauda ir jāpievieno radio patēriņam.
Secinājums
Novērtējot Bluetooth moduļa enerģijas patēriņu, neskatieties tikai uz "pīķa" vai "miega" skaitļiem datu lapā. Jautāt:
"Kas irvidējistrāva iekšāmans konkrētais lietošanas gadījums?"
Meklējiet pārdevēja lietojumprogrammas piezīmes vai tiešsaistes kalkulatorus, kas modelē enerģijas patēriņu dažādiem scenārijiem (piemēram, "sensora atjaunināšana 1 sekundē").
Lai iegūtu mazāko jaudu, izvēlieties aBLE modulisun sadarbojieties ar savu programmaparatūras inženierioptimizēt savienojuma parametrus un maksimāli palielināt miega laiku.
