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如何降低LoRa终端功耗

2019年11月07日 文章来源:网络整理 热度:121℃ 作者:刘英

如何把LoRa终端功耗降到最低?降低能耗成为电池供电的产品来重要难题,锐米LoRa终端)RNDU470T可以将休眠能耗降低到极致,但是他又是如何实现的,我们将进行详细的解说。

能耗对于电池供电的产品来说是一个重大的问题,一旦电能耗尽设备将“罢工”,在某些场合电能意味着电子产品的生命。物联网时代将会有越来越多电池供电的设备通过无线通信连接,降低能耗再次摆在工程师的桌面上—解决它。

锐米LoRa终端(简称终端)RNDU470T不但具备空旷环境传输5km的超长距离优势,还将休眠能耗降低到极致(0.4uA,带RTC为1.4uA)。我们是怎么做到的呢?接下来,一步一步解密。

硬件设计

1. 选用低功耗器件

终端MCU选用STM8L151C8T6,它属于超低功耗,不带RTC休眠为400nA,带RTC下休眠为1.4uA。该MCU拥有较大的RAM(4KB)和自带EEPROM(2KB),不用扩展外部存储设备,进行一步降低功耗和成本。

终端射频芯片选用SX1278,在休眠模式下,该芯片功耗低至忽略不计。

2. 尽可能快地让射频模块休眠

SX1278属于LoRa TM扩频调制技术,它的远距离优势得益于调制增益,不是靠增大发射功率(那将消耗更多电能)。该射频芯片的电流消耗如下:休眠《0.2uA,空闲=1.6mA,接收=12mA,发射(最大功率)=120mA.

终端MCU通过“中断+定时器超时”方式控制SX1278,一旦射频完成发送或接收,立即进入休眠模式。

3. 了解MCU的工作模式与功耗

降低MCU的功耗首先尽可能少地开启外设,其次尽可能地让其休眠。我们一起看看STM8L151C8T6不同工作模式下功耗。

如何降低LoRa终端功耗

上述低功耗运行模式对于开发者来说有点多,尤其刚接触STM8L处理器。我们需要一般性的指导原则,下表2是来源于实践的经验。

如何降低LoRa终端功耗

4. 静态配置MCU引脚

即使MCU和RF都进入休眠模式,如果没有设置好MCU引脚,它们照样会“偷偷”地消耗电能。以STM8L151C8T6为例,它一共有48个引脚,首先需要用Excel对其进行分类,如下例所示:

如何降低LoRa终端功耗

一般说来可以将引脚分成5类,可以借鉴“地铁颜色区别”方法,设计如下图例:

如何降低LoRa终端功耗

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