Солдат спит, а служба идет… Точно также и любой беспроводной датчик – вроде бы он спит, а энергия из аккумулятора потихоньку исчезает. Минимизировать потребление энергии в спящем режиме, а также, по возможности, исключить часть циклов передачи данных поможет специализированный контроллер.
На сегодняшний день всё большую популярность приобретают решения, включающие в себя большое количество беспроводных датчиков, объединенных в сеть. Это могут быть и промышленные решения, в которых классические датчики заменяются беспроводными аналогами, и системы «Умный дом» с датчиками, расположенными по всему помещению, а так же беспилотные летательные аппараты и роботы, включающие в себя все современные MEMS решения и беспроводные технологии для передачи данных и дистанционного управления.
Типовая архитектура беспроводного датчика представлена ниже, и включает в себя сам датчик, солнечную батарею, аккумулятор, повышающий преобразователь, менеджер управления питанием, микроконтроллер и трансивер.
В классическом понимании беспроводной датчик имеет три режима работа: спящий, активный и режим приема/ передачи данных.
Спящий режим – основное состояние, в котором находится беспроводной датчик во время своего жизненного цикла. Для увеличения срока службы аккумулятора и уменьшения энергопотребления, все компоненты системы находятся в выключенном и/ или спящем режиме. Основное энергопотребление приходится на находящийся в спящем режиме микроконтроллер и составляет ~ 1 мкА.
Во время активного режима производятся опрос сенсора микроконтроллером и все необходимые вычисления (усреднение, линеаризация и пр.). Средний потребляемый ток в этом режиме ~1 мА.
Беспроводная передача данных - самый энергозатратный режим работы, во время которого предаются измерения и другая информация, а также осуществляется прием данных от управляющего устройства, если это необходимо.
Компания Anagear предлагает следующие шаги по снижению энергопотребления на каждом этапе:
- Эффективное преобразование напряжения питания для всех компонентов системы;
- Выключать источник питания для компонентов, находящихся в спящем режиме;
- Снять задачу измерений показаний датчика с микроконтроллера;
- Отменить лишние активные циклы.
Всего этого можно достичь, используя «умную» микросхему управления питанием (Smart PMIC) ANG1010, существенно упрощающую архитектуру системы, уменьшая ее стоимость и снижая общее энергопотребление.
ANG1010 предоставляет следующие преимущество по сравнению с традиционными схемами:
- несколько выходов питания для управления всеми компонентами системы;
- эффективное управление напряжением питания;
- автономный мониторинг и защита датчиков в режиме ожидания.
Посмотреть подробные характеристики программируемых контроллеров питания.
