[Swedish] Tre metoder för att maximera batterilivstiden i IoT-produkter

October 23, 2020

Vi känner alla till det faktum att batterilivslängden är avgörande när det kommer till att skörda framgångarna av Internet of Things (IoT). Det är en av de saker som gör väsentlig skillnad när det gäller om en produkt eller affärsidé ska klara sig eller ej.

Det kan vara en tidskrävande och komplex uppgift att optimera för låg strömförbrukning och lång batterilivstid, vilket gör att många inte gör det. Det leder som oftast till sämre produktkvalitet och hel del bränder att släcka under utvecklingstiden. Det går dock att göra detta snabbare och smidigare, med rätt metoder och verktyg. Här kommer de tre främsta tillvägagångssätten för att maximera batteriets livslängd.

1. Förstå din produkt/enhet och dess energikonsumtionsprofil!

För att kunna göra detta behöver du mäta profilen för energiförbrukningen. Hela tiden och upprepade gånger. Inte bara delar, utan aktivitetscykeln i sin helhet. Likaså vilolägescykeln.

Mät allt du gör när det kommer till skillnader i utvecklingen, det vill säga om du gör förändringar i hårdvara eller mjukvara. 

Mät olika batterispänningar.

Mät användarfall. 

Mät olika yttre omständigheter. Olika avstånd till din gateway, kall/varm omgivande temperatur. Detta samt mycket mer gör skillnad.

Självklart ska alla i utvecklingskedjan vara inblandade eftersom batterilivslängden inte bara är ett hårdvaruproblem utan en utmaning för hela systemet.

Traditionellt förutsätter vi att detta är ett problem som endast ett fåtal hårdvaruspecialister i labbet ställs inför. Men så är inte fallet idag. Därmed välkomnar vi alla mjukvaruutvecklare till en värld av lågenergidesign!

Figur 1. Exempel på energikonsumtionsprofiler för två LoRaWAN-enheter som befinner sig på olika avstånd från gateway och därmed har olika data rates (DR0 och DR4). De mäts upp med Otii Arc

2. Förstå din energikälla!

Använder du batteri som energikälla till din IoT-enhet? Se då bortom databladet!

Vad du behöver veta om detta batteri är hur det uppträder när det kommer till självurladdning, men också dess uppträdande vad gäller aktiv urladdning. Du behöver förstå hur batteriet beter sig både vid enhetens maxström, med korrekt periodicitet, och vid dess viloläge. Det du bör göra är att profilera batteriet för just din specifika enhet eller applikation. Detta för att kunna säkerställa att batteriet passar med/är lämpligt för ditt användningsområde och vice versa.

Figur 2. Exempel på urladdningskurva för batteri av samma kapacitet men olika märke.

Låt oss ta ett exempel.  Din energikonsumtionsprofil består av höga maxströmmar men du föredrar att använda ett knappcellsbatteri då din IoT-enhet ska vara väldigt liten. Då kommer du behöva mäta huruvida just ditt knappcellsbatteri verkligen är passande för detta.

Det är vida känt att knappcellsbatterier inte är det bästa valet när det gäller strömspikar, men man kan inte alltid veta i ett specifikt fall, och det är därför man alltid bör mäta.

Så mät! Mät många batterier, mät batterier inom samma batch, mät olika batcher och jämför. Se också till att mäta och jämföra olika leverantörer. Detta för att ha all information om batteriet du väljer.

3. Emulera/simulera din energikälla!

Nu när du har en batteriprofil för ditt batteri som passar din specifika IoT-enhet eller applikation, så kan du emulera eller efterlikna detta i kombination med din IoT-enhet. Du kan upprepa tester med olika mängd använd kapacitet till dess att din enhet slutar att fungera.

På detta sätt kan du pressa din energikälla och se exakt hur mycket kapacitet den har i just ditt användarfall och därmed hur mycket som är möjligt att nyttja i din applikation.

Låt oss ta ett nytt exempel. Två batterier av samma storlek och typ kan ha följande kapacitet enligt deras datablad: 610 och 500 mAh, se tabell 1. Om du väljer att profilera dessa batterier för din specifika applikation och enhet, med till exempel Otii Arc och Otii Battery Toolbox, kommer du snabbt att se att kapaciteten är något helt annat. I exemplet i tabell 1, profilerades batterierna för en typisk LoRaWAN-aktivitet.

Om du därefter emulerar dessa batteriprofiler med din IoT-enhet och ökar den utnyttjade kapaciteten tills dess att enheten slutar fungera, kan det vara så att utfallet inte riktigt blir vad du förväntat dig. Du kanske hade räknat med en batterilivslängd på 10 år medan utfallet de facto endast blev 20 procent av detta.

Sammanfattningsvis:

  1. Se till att förstå din produkt/enhet och dess energikonsumtionsprofil.
  2. Förstå din energikälla.
  3. Emulera/simulera din energikälla for din specifika enhet och applikation.

Ett ”Low power mindset” handlar om att mäta. Mäta, mäta och återigen – mäta! Med rätt verktyg är detta det bästa sättet att undvika paniksituationer för att säkerställa din fantastiska IoT-produkts goda egenskaper.

Läs mer om Otii Arc och Otii Toolboxes eller boka demo här.

Follow Us

Terms of Use      Privacy Policy

Newsletter

Copyright © 2020 Qoitech AB. All Rights Reserved.