如何把LoRa終端功耗降到最低?降低能耗成為電池供電的產(chǎn)品來重要難題,銳米LoRa終端)RNDU470T可以將休眠能耗降低到極致,但是他又是如何實現(xiàn)的,我們將進(jìn)行詳細(xì)的解說。
能耗對于電池供電的產(chǎn)品來說是一個重大的問題,一旦電能耗盡設(shè)備將“罷工”,在某些場合電能意味著電子產(chǎn)品的生命。物聯(lián)網(wǎng)時代將會有越來越多電池供電的設(shè)備通過無線通信連接,降低能耗再次擺在工程師的桌面上—解決它。
銳米LoRa終端(簡稱終端)RNDU470T不但具備空曠環(huán)境傳輸5km的超長距離優(yōu)勢,還將休眠能耗降低到極致(0.4uA,帶RTC為1.4uA)。我們是怎么做到的呢?接下來,一步一步解密。
硬件設(shè)計1. 選用低功耗器件
終端MCU選用STM8L151C8T6,它屬于超低功耗,不帶RTC休眠為400nA,帶RTC下休眠為1.4uA。該MCU擁有較大的RAM(4KB)和自帶EEPROM(2KB),不用擴(kuò)展外部存儲設(shè)備,進(jìn)行一步降低功耗和成本。
終端射頻芯片選用SX1278,在休眠模式下,該芯片功耗低至忽略不計。
2. 盡可能快地讓射頻模塊休眠
SX1278屬于LoRa TM擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù),它的遠(yuǎn)距離優(yōu)勢得益于調(diào)制增益,不是靠增大發(fā)射功率(那將消耗更多電能)。該射頻芯片的電流消耗如下:休眠《0.2uA,空閑=1.6mA,接收=12mA,發(fā)射(最大功率)=120mA.
終端MCU通過“中斷+定時器超時”方式控制SX1278,一旦射頻完成發(fā)送或接收,立即進(jìn)入休眠模式。
3. 了解MCU的工作模式與功耗
降低MCU的功耗首先盡可能少地開啟外設(shè),其次盡可能地讓其休眠。我們一起看看STM8L151C8T6不同工作模式下功耗。
上述低功耗運(yùn)行模式對于開發(fā)者來說有點(diǎn)多,尤其剛接觸STM8L處理器。我們需要一般性的指導(dǎo)原則,下表2是來源于實踐的經(jīng)驗。
4. 靜態(tài)配置MCU引腳
即使MCU和RF都進(jìn)入休眠模式,如果沒有設(shè)置好MCU引腳,它們照樣會“偷偷”地消耗電能。以STM8L151C8T6為例,它一共有48個引腳,首先需要用Excel對其進(jìn)行分類,如下例所示:
一般說來可以將引腳分成5類,可以借鑒“地鐵顏色區(qū)別”方法,設(shè)計如下圖例: