V prihodnosti se bo uporabljalo veliko več senzorskih vozlišč interneta stvari, kar bo razvijalce stalno spodbujalo k zmanjšanju njihove porabe energije. Napeljevanje energetskih vodov do teh senzorjev je zaradi njihove lokacije nepraktično, in tudi če bi bilo mogoče, je zamudno in drago.
Poleg tega bi lahko servis in zamenjava baterij bistveno zmanjšala poslovni razlog. Oblikovalci izdelkov morajo podaljšati življenjsko dobo baterije ali najti drug način napajanja naprav. V tem članku je prikazano, kako je mogoče analizirati porabo energije izdelka ter optimizirati njegovo strojno in programsko opremo, in opisano, kako je mogoče izboljšati baterije z najnovejšimi tehnologijami za izkoriščanje energije.
Energetski profil
Ključna značilnost, ki jo morajo oblikovalci preučiti in optimizirati, je energetski profil izdelka. Energetski profil je sestavljen iz:
- Dinamične porabe energije: energija, ki se porablja, ko je naprava v budnem stanju in deluje
- Statične porabe energije: energija, ki se porablja, ko je naprava v stanju spanja in ne deluje
- Oblikovalci imajo na voljo najmanj tri možnosti, s katerimi lahko podaljšajo življenjsko dobo baterije in zmanjšajo potrebo po vzdrževanju sistema:
- Optimizacija energije strojne opreme
- Optimizacija energije programske opreme
- Izkoriščanje energije
- Optimizacija strojne opreme: mikrokontrolerji
Za številne oblikovalce se optimizacija energije začne pri strojni opremi. Izbira ustreznih aktivnih in pasivnih komponent za izdelek pripomore k zmanjšanju energetskega profila senzorskega vozlišča. Glavni porabniki energije v običajnem brezžičnem senzorskem vozlišču vključujejo:
- Mikrokontrolerje
- Brezžični vmesnik
- Senzorje in različna integrirana vezja
- Krmilnike napetosti
- Pomnilnike
Glavni porabnik energije senzorskega vozlišča je mikrokontroler, zato je v začetnih fazah oblikovanja ključna komponenta.
Obstajajo različne oblike, velikosti in arhitekture mikrokontrolerjev, a za začetek je izbira 32-bitnega ARM mikrokontrolerja za povezane naprave interneta stvari dobra naložba. Te mikrokontrolerje podpirajo številni proizvajalci, zato je razvijanje vzdržljive in prenosne programske opreme zanje razmeroma preprosto. Poleg tega so stroškovno primerljivi s številnimi 8- ali 16-bitnimi deli ter imajo močan ekosistem in skupnost.
Zmanjšanje moči senzorskega vozlišča interneta stvari
Digi-Key Electronics
2017_SE251_27
