Разделы сайта

Расчет времени автономной работы изделия

Низкое энергопотребление - это очень важный фактор для систем с автономным питанием. Длительность времени работы батарей напрямую связано с энергопотреблением.

Для уменьшения энергопотребления могут использоваться несколько особенностей. В КМОП схемах энергопотребление линейно зависит от рабочей частоты. Таким образом важно не использовать актовую частоту большую чем необходимо для нормального функционирования изделия. Зависимость потребляемого микросхемой модема тока от тактовой частоты процессора показана на рис. 3.3.

Важным фактором является длительность рабочего цикла изделия. Изделие использующее режим сохранения энергии может периодически переключаться из активного режима в режим пониженного энергопотребления. Средний потребляемый ток будет зависеть от отношения времени активной работы и времени режима пониженного энергопотребления.

Трансивер СС1010 имеет много различных режимов пониженного энергопотребления. Процессорное ядро и приемопередатчик могут включаться независимо и раздельно.

СС1010 имеет возможность подключения двух кварцевых резонаторов: высокочастотный - от 3 до 24 МГц и низкочастотный - 32,768 кГц. В различных режимах работы изделия есть возможность рать тактовую частоту от различных источников, сокращая таким образом общее энергопотребление.

СС1010 имеет три режима энергопотребления: активный, остановленный и спящий. В активном режиме ядро и периферия работают. В остановленном режиме процессорное ядро остановлено, но периферия полностью функционирует, состояние регистров и ОЗУ сохраняется.

Рисунок 3.3- Зависимость потребляемого микросхемой модема тока от тактовой частоты процессора

В спящем режиме остановлено процессорное ядро и вся периферия кроме тактового генератора АЦП. Свойства режимов пониженного энергопотребления сведены в таблицу 3.1.

Таблицу 3.1

Свойства режимов пониженного энергопотребления

Рассчитаем время автономной работы изделия от двух батарей типоразмера ААА и емкостью 1300 ма/час. Изделие с периодичностью в 10 сек опрашивает датчик, передает информацию пакетом длиной в 64 бит, принимает подтверждение и переходит в остановленный режим.

Время автономной работы рассчитывается как отношение емкости батареи к потребляемому изделием току, по формуле 3.10

(3.11)

Тактовый генератор с кварцевым резонатором 14 МГц выходит на рабочий режим за 1,5 мсек. В это время микросхема потребляет 14 мА.

Передача сообщения длиной 64 бит со скоростью 2,4 кБит происходит в течении 27 мсек. При передаче на полной мощности на частоте 433 МГц общее потребление передатчика составит 34 мА. После отправки сообщения устройство принимает подтверждение приема. Прием сообщения длиной 64 бит занимает 27 мсек. Общее энергопотребление СС1010 в режиме приема составляет 16 мА. После приема подтверждения устройство переходит в остановленный режим длящийся 10 сек. Общее активное время рабочего цикла составит:

(3.12)

Средний потребляемый ток в активном рабочем цикле составит:

(3.13)

Средний потребляемый ток за время полного рабочего периода составит:

(3.14)

Устройство в своем составе так же содержит другие периферийные узлы, которые так же потребляют энергию. Так как в данной задаче эти узлы не используются, то переведены в спящий режим.

Сама микросхема СС1010 в остановленном режиме потребляет 26 мкА.

Энергопотребление в спящем режиме составит:

МАХ7213 - 1 мкА;

АТ45DB021 - 2 мкА;- 10 мкА;

СС1010 (Idle) - 26 мкА;

Итого суммарное энергопотребление дополнительных периферийных устройств составит:

Перейти на страницу: 1 2

Самое читаемое:

Разработка микроконтроллерного устройства стабилизации температуры
Эффективная организация контроля информации приобретает всё большее практическое значение, прежде всего как условие успешной практической деятельности людей. Объем информации, необходимой для нормального функционирования современного общества, растёт из года в год. На сегодняшний день складывается ситуация, в которой наряду с самой ...