طراحی سیستم های کم مصرف با باتری برای IOT

سلام من در حالی طراحی یک سری سیستم های کم مصرف بر اساس ماژول های ESP8266 هستم که بتوانند با باتری های غیر قابل شارژ در مدت زمان طولانی کار کنند.
طبق بررسی های اولیه من دو حالت کلی دارد :
1-استفاده همزمان از یک میکروکنترلر و ESP
2-فقط استفاده از ESP

در مورد ۱ وظیفه اندازه گیری پارامتر ها بر عهده میکرو هست و ESP تنها بحث ارسال راه برعهده دارد و در زمان های غیر ارسال تغذیه آن به وسیله میکرو قطع شده است.در این حالت بازدهی بالاتری داریم و مدار برای مدت های طولانی حتی در نمونه های کپی ESP قابلیت دوام باتری دارند.

درباره دومین راه حل مقداری بحث پیچیده میشود باید در بهینه ترین حالت ممکن کد نوشت و تمام موارد مربوط طراحی سخت افزار در آن رعایت شود.در سخت افزار مانور زیادی نمیتوان داد و باید در بهینه نوشتن کد نهایت سعی را کرد.

از دوستان کسی با لایبراری کار کرده که مدیریت این موارد پروژه را مدیریت کنه؟ و یا سمپلی باشه که بررسی کنیم خوشحال میشم

همچنین من از IDE ARDUINO برای کدنویسی روی میکرو استفاده میکنم.

سلام دوست عزیز
کلا بستر WiFi برای بحث سیستم کم مصرف مناسب نیست. فقط در صورتی میتونه مناسب باشه که نرخ ارسال پارامتر ها خیلی خیلی پایین باشه، مثلا حداکثر روزی یک بار یا حتی کمتر. چون کلاینت WiFi بعد از هر روشن شدن نیاز داره تا به Access point متصل بشه و سپس اطلاعات رو ارسال کنه که این پروسه ای طولانی مدت و نیاز به توان زیادی داره.

در عوض شما باید از پروتکل های دیگه ای مثل RF اگه نیاز به ارتباط یک طرفه داشته باشید و Lora یا BLE اگه به ارتباط دو طرفه نیاز دارید استفاده کنید. البته پروتکل های دیگه ای هم حتما پیدا میشه. در این صورت شما نیاز به یک هاب دارید که اطلاعات را از سنسور ها دریافت و اون ها رو به کلود ارسال کنه.

من با esp8266 خیلی کار کردم ولی بحث کم مصرف بودن در میان نبوده. بخاطر همین اطلاعات زیادی در این مورد ندارم. ولی چیزی که از مطالعات قبلی به یاد دارم اینه که مود های کاری مختلفی داشت. یکی از مود های کاری به این صورت بود که مودم چیپ فعال ولی بقیه ی قسمت ها غیر فعال بود، در این صورت فکر کنم مشکل اتصال به Access Point برای هر ارسال برطرف بشه ولی همین موضوع باعث مصرف توان میشه.

من خودم یک سیستم کم مصرف با RF طراحی کردم که با مبانگبن نرخ ارسال ۲۰ بار در روز (ثابت نیست کم و زیاد میشه) و سه عدد باطری نیم قلمی حدود ۶ ماه کار میکنه.

در مورد لورا هم خیلی وقت پیش(۳ سال پیش) خیلی مطالعه کردم و نمونه هایی هم باهاش تست کردم که یادمه گزینه های خوبی برای بحث کم مصرف داشت.

در آخر پیشنهاد میکنم از PlatformIO و VScode برای کدنویسی بر مبنای فریموک آردینو استفاده کنید.

1 پسندیده

این مورد بستگی به نوع دیتایی که جمع آوری میکنید یا ارسال می کنید داره، اگر نیاز دارید که دیتا دائم مونیتور یا جمع آوری بشه و ارسال بشه استفاده ازESP و بستر وای فای به هیچ وجه توصیه نمیشه به این علت که مصرفشون زیاده بهترین سیستم lora هست که مصرف بسیار پایینی داره و برای این کار طراحی شده.
اما اگر نمیخواید وارد مباحث Lora بشید و میخواید با شبکه وای فای موجود کارکنید و دیتایی دارید که میتونید مثلا هر یک ساعت یک بار اندازه گیری و ارسالش کنید، میتونید از esp و باتری هم استفاده کنید، با فعال کردن مود اسلیپ روی ESP دستگاه از RTC داخلی سیگنال ریست میگیره، روشن میشه، دیتا رو جمع آوری میکنه، ارسال میکنه و دوباره به مود اسلیپ میره، قبلا با esp8266 و همین روش اندازه گیر رطوبت خاک ساختم با باتری لیتیومی 1500 میلی آمپر با هربار شارژ تقریبا 8-9 ماه کار میکرد.

تقریبا نیاز مشابهی وجود دارد.
اینجا بنده وارد بحث مدیریت توان در سیستم مبتنی بر ESP32 شده ام.

ممنون مهندس بابت نظرتون اینجا هم مانیتورینگ و ارسال دیتا بصورت مداوم منظور نیست هر 20 دقیقه و این حدود ها بررسی کنیم به نتیجه برسیم خوبه لورا هم ظاهرا گزینه خوبیه اما من تا الان باهاشون کار نکردم.

بله دقیقا اما جریان کشی مود DeepSleep در تراشه های فیک که عمده بازار ایران را تشکیل میده با تراشه های اصلی خیلی متفاوته و همینجا اذیت های کار شروع میشه.

1 پسندیده

ممنون استفاده میکنیم مهندس تشکر

توی نمونه هایی که داشتم خیلی مشکلی نبود
البته با عنوان esp12f خریدم. چیپ اصلیش فیک نیست فقط قسمتهایی مثل فلش عوض شده

1 پسندیده