Nákvæmasta svarið er:Rafmagnsnotkun Bluetooth-eininga er á bilinu, allt frá míkróampum (µA) í svefni til milliampara (mA) þegar verið er að senda.
Til að gefa þér hagnýtan skilning, skulum við skipta honum niður eftir mismunandi rekstrarástandum sameiginlegsLág orku (BLE)mát.
Kjarnahugtakið: Duty Cycle er konungur
Orkunotkun snýst allt umvinnuferill-hlutfall tíma sem útvarpið er virkt á móti sofandi. BLE eining er hönnuð til að sofa mestan hluta ævinnar og vakna í stuttum, kröftugum köstum.
Orkunotkun eftir rekstrarríki
Hér er dæmigert aflsnið fyrir nútíma BLE einingu (td byggt á norrænni nRF52 röð flís):
| Rekstrarríki | Dæmigert núverandi jafntefli | Hvað er að gerast og hvers vegna það skiptir máli |
|---|---|---|
| Djúpur svefn | 0.1 µA - 2 µA | Örgjörvi og útvarp eru algjörlega slökkt. Aðeins örlítið straumspilun heldur vinnsluminni á lífi og lítill-tímamælir í gangi. Þetta er grunnlínan fyrir langtíma-geymsluþol. |
| Biðstaða/aðgerðalaus | 2 µA - 10 µA | Kjarninn sefur, en hann er tilbúinn til að vakna mjög fljótt til að bregðast við atburði (eins og tímamælir eða utanaðkomandi merki). |
| Auglýsingar | 10 µA - 500 µA | Einingin vaknar, sendir út "Ég er hér!" pakka og fer aftur að sofa.Meðalstraumur er mjög háður auglýsingabilinu.Auglýsingar á 100 ms fresti munu eyða miklu meira en auglýsingar á 1 sekúndu fresti. |
| Tengdur (virkur) | 5 mA - 20 mA | Útvarpið er virkt að senda eða taka á móti gögnum. Þetta erhámarksstraumur, en það endist aðeins í nokkur hundruð míkrósekúndur til nokkrar millisekúndur á hvern tengingaratburð. |
| Tengdur (sefur á milli atburða) | 5 µA - 50 µA | Þetta er galdurinn við BLE. Í sambandi sefur einingin næstum alltTengibil, vakna aðeins fyrir örlítið virka tímabilið hér að ofan. |
Lykill meðhöndlun:Þú getur ekki lýst neyslu eininga með einni tölu. Þú verður að reikna út anmeðalstraumurmiðað við hversu miklum tíma það eyðir í hverju ríki.
Að reikna út meðalstraum og endingu rafhlöðunnar
Gerum einfaldaðan útreikning fyrir algenga atburðarás: aBLE skynjaramerkisem tekur hitamælingu og sendir það í síma einu sinni á sekúndu.
Forsendur:
Tengibil:100 ms (algengt gildi)
Virkur tími á viðburð:2 ms (send gögnin)
Núverandi í virku ástandi:10 mA
Núverandi í svefnstöðu: 15 µA
Rafhlaða:250 mAh myntfruma (CR2032)
1. Reiknaðu vinnuferil:
Einingin er virk í 2 ms á 100 ms fresti.
Vinnulota=(virkur tími / heildartími)=(2 ms / 100 ms) =2%
2. Reiknaðu meðalstraum:
Meðalstraumur=(Valstraumur × Virkur straumur) + ((1 - Vaktsveifla) × Svefnstraumur)
= (0.02 × 10,000 µA) + (0.98 × 15 µA)
= 200 µA + 14.7 µA
= ~215 µA(eða 0,215 mA)
3. Áætlaðu endingu rafhlöðunnar:
Rafhlöðuending (klst.)=Rafhlöðugeta (mAh) / meðalstraumur (mA)
= 250 mAh / 0,215 mA
≈ 1.163 klukkustundir → ~48 dagar
Þetta dæmi sýnir hvernig tæki með hámarksstraum upp á 10 mA getur samt keyrt í meira en mánuð á lítilli rafhlöðu!
Samanburður: BLE vs Classic Bluetooth
Það er mikilvægt að gera greinarmun á þessu tvennu, þar sem kraftsnið þeirra er ólíkt:
| Bluetooth gerð | Power Profile | Dæmigert notkunartilvik |
|---|---|---|
| Bluetooth Low Energy (BLE) | „Hægur og syfjaður“- Mjög lágt meðalafl (µA til mA svið). Fínstillt fyrir burst gögn. | IoT skynjarar,Wearables, Beacons, fjarstýringar.Rafhlöðuending: mánuðir til ár. |
| Klassískt Bluetooth (BR/EDR) | „Stöðugt svangur“- Viðvarandi mikið afl (tugir mA). Fínstillt fyrir stöðugan gagnastraum. | Hljóðstraumur(heyrnartól, hátalarar), skráaflutningur.Rafhlöðuending: klukkustundir til dagar. |
Lykilþættir sem hafa áhrif á orkunotkun
Sendingarafl:Eining stillt á +8 dBm mun eyða verulega meiri orku en við 0 dBm, en mun hafa lengra drægni.
Gagnahraði:Að senda fleiri gögn fyrir hvern tengingaratburð heldur útvarpinu lengur kveikt og eykur kraftinn.
Tengifæribreytur:
Tengibil:Styttra millibili þýðir tíðari vöknun-, meiri kraft. Lengra millibil sparar orku en eykur leynd.
Þrælatími:Þetta er „sleppatalning“ sem gerir tæki kleift að sleppa tengingarviðburðum ef það hefur engin gögn, sem dregur verulega úr meðalafli.
Jaðarnotkun:Ef innri MCU einingarinnar er einnig að keyra forritakóðann þinn og skynjara, verður að bæta því afli við neyslu útvarpsins.
Niðurstaða
Þegar þú metur orkunotkun Bluetooth-eininga skaltu ekki horfa bara á „top“ eða „svefn“ tölurnar í gagnablaðinu. Spyrðu:
„Hvað ermeðaltalnúverandi innmitt sérstaka notkunartilvik?"
Leitaðu að forritaskýringum söluaðilans eða reiknivélum á netinu sem líkja eftir orkunotkun fyrir mismunandi aðstæður (td „1-sekúndu uppfærsla á skynjara“).
Fyrir lægsta aflið skaltu velja aBLE mátog vinna með vélbúnaðarverkfræðingnum þínum aðhámarka tengibreytur og hámarka svefntíma.
