Módulo sensor de baja potencia

Mi próximo proyecto requiere que tenga módulos de sensores inalámbricos de bajo consumo. Básicamente, estos módulos leen los datos del sensor y los transmiten a través de un transceptor inalámbrico.

Actualmente, mi configuración incluye un microcontrolador Arduino y módulos XBee. He estado considerando usar un Launchpad MSP430 en su lugar, ya que su modo de bajo consumo usa mucho menos que el Arduino.

Sin embargo, los módulos XBee son cruciales ya que brindan un rango de 2 millas que es importante para mi proyecto. Si tiene sugerencias de otro transceptor por el mismo precio que brinde el mismo rango y un consumo de energía considerablemente menor, coméntelo a continuación.

Me gustaría que este módulo funcionara durante un año o al menos seis meses, pero el prototipo actual que tengo con un chip Arduino y un módulo XBee que envía datos cada minuto limpia una batería de 9V en una hora. He leído mucho sobre este problema y quería saber si los XBee están fuera de discusión. ¿Estoy haciendo algo mal aquí? ¿Es esto un problema de software o hardware? Tal vez uno de ustedes tenga más experiencia que yo, así que su opinión definitivamente ayudará aquí. ¿Alguien más ha probado este mismo diseño?

Respuestas (1)

El Arduino no está diseñado para baja potencia. Para responder a otra pregunta, recientemente estimé la corriente de Uno en 50 mA, con una entrada de 9 V que es 450 mW. Parte de la razón de los requisitos de alta potencia es que Arduino tiene 2 microcontroladores que funcionan a altas frecuencias de reloj.

Cambiar a la plataforma MSP430 parece una buena idea. He usado MSP430s con un cristal de 32.768 kHz que solo necesitaba 4 m R. (Los modos de apagado pueden bajar, pero no pude detener el oscilador de 32 kHz porque tardó demasiado en iniciarse).

Luego está Xbee. Una corriente de unas pocas decenas de mA no es inusual para los módulos de RF, pero tal vez pueda reducir el consumo de energía promedio apagándolo la mayor parte del tiempo. Este módulo tiene una corriente de transmisión de 48 mA y una corriente de recepción de 27 mA. Si solo transmitiera, y lo hiciera durante 100 ms cada minuto, su corriente promedio es 80 m A. Sumar 5 m A para el modo de espera y el MSP430, y una celda de botón de 250 mAh lo alimentará durante 4 meses. Eso es menos de lo que especifica, pero algo mejor que la 1 hora que tiene ahora.

Otras medidas: tratar de reducir aún más el ciclo de trabajo del Xbee. ¿Cuánto tiempo necesita realmente para transmitir una medición (los 100 ms fueron un cálculo aproximado)? ¿Tienes que enviar cada minuto? Recuerda que el 95% de la corriente va al Xbee. Si puede enviar una vez cada diez minutos en lugar de cada minuto, ¡la batería durará 2 años! Ganancias menores: ¿puede apagar el Xbee por completo en lugar de irse a dormir? te ahorraría 1.7 m A. ¿Puede el MSP430 funcionar a una velocidad de reloj más baja?

Encontrará otros módulos de RF que requieren menos energía, pero el rango de 2 millas puede ser un problema entonces.

Sí, puedo trabajar para apagar el XBee por completo... en realidad, esto es para una aplicación de termostato que es relativamente lenta para realizar cambios rápidos en el entorno, por lo que puede enviar una vez cada 2 minutos. Pero gracias por la información. Realmente ayuda Al menos ahora sé que necesito trabajar para usar el MSP430 en modo de suspensión y apagar el XBee. Dado que tiene mucha experiencia con el MSP430, es posible que necesite ayuda para codificar el modo de suspensión, así que le enviaré un mensaje si lo hago. ¡Muchas gracias!
@tabchas: tenga en cuenta que es posible que una celda de botón no pueda suministrar suficiente corriente para el Xbee durante la transmisión, y que es posible que deba amortiguar con un condensador electrolítico para la ráfaga corta. ¡Éxito!
Si está utilizando uno de los módulos XBee con un rango nominal de más de 1 milla, esos usan significativamente más corriente tanto en transmisión como en recepción. Además, creo que los módulos XBee pueden funcionar sin un microcontrolador y tienen E/S analógicas y digitales incorporadas.
@W5VO: el módulo al que me referí dice 2,5 millas/4 km. Sobre el uso sin microcontrolador, necesitará lógica para encender y apagar periódicamente el módulo de todos modos, por lo que no creo que sea un gran ahorro. Pero gracias por tu reacción.
Además, un microcontrolador como el MSP430 Launchpad no consumirá mucha energía de todos modos y lo necesito para muestrear el sensor de temperatura, que es un sensor digital DS18B20.