Die Auswahl der richtigen Batterie für IoT-Geräte ist von größter Bedeutung, um optimale Leistung und Langlebigkeit zu gewährleisten. Bei der Auswahl einer Batterie, die den spezifischen Anforderungen der Anwendung entspricht und eine zuverlässige und langlebige Stromversorgung gewährleistet, müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden.

Überlegungen zur Batterieauswahl

Batterietyp: Elektrochemie, Kapazität und Energiedichte

Das Wahl der Batterie sollten die Anwendung und den Geräteformfaktor berücksichtigen. Obwohl Knopfzellenbatterien kompakt und für Geräte mit geringem Stromverbrauch geeignet sind, haben sie eine begrenzte Kapazität und sind nicht wiederaufladbar.

Lithium-Ionen- (Li-Ion) oder Lithium-Polymer-Akkus (Li-Poly) bieten eine höhere Kapazität, Wiederaufladbarkeit und eine längere Lebensdauer und eignen sich für Geräte mit höherem Strombedarf und längeren Lebenszyklen. Für Geräte mit unkonventionellen Formfaktoren können maßgeschneiderte Batterien erforderlich sein.

Kapazität, gemessen in mAh oder Whbezieht sich auf die Ladungsmenge, die eine Batterie speichern kann. Die Energiedichte bezieht sich auf die pro Volumen- oder Gewichtseinheit gespeicherte Energiemenge. Die Auswahl eines Akkus mit ausreichender Kapazität und Energiedichte gewährleistet einen längeren Gerätebetrieb ohne häufigen Batteriewechsel.

Spannungs- und Entladungseigenschaften

Stellen Sie sicher, dass die Batteriespannung über die gesamte Lebensdauer dem Spannungsbedarf des Geräts entspricht. Verstehen Sie die Entladungsrate, die durch die Nutzung der Anwendung beeinflusst wird, z. B. Häufigkeit, Intensität und Dauer der Datenübertragung. Diese Faktoren beeinflussen die Batterieeigenschaften, einschließlich der Entladerate und des Spannungsabfalls im Laufe der Zeit, und wirken sich letztendlich auf den Stromverbrauch und die Laufzeit aus.

Temperaturen

Die Temperatur beeinflusst die Batterieleistung erheblich. Extreme Temperaturen können sich auf Kapazität, Entladerate und Lebensdauer auswirken. Wählen Sie einen Akku mit einem Betriebstemperaturbereich, der für die Umgebungsbedingungen des Geräts geeignet ist.

Haltbarkeitsdauer von Akkus und Geräten

Berücksichtigen Sie Batteriezustände, wie z. B. Selbstentladung, sowohl vor der Integration in das IoT-Gerät als auch nach der Integration. Alterung und Selbstentladung wirken sich auf die Leistung aus. Daher ist das Verständnis dieser Parameter während der Produktentwicklung und nach der Markteinführung von entscheidender Bedeutung.

Kosten und Lebensdauer

Bewerten Sie die Vorabkosten und die Gesamtbetriebskosten im Laufe der Zeit Lebensdauer der Batterie. Bewerten Sie die erwartete Lebensdauer des Akkus und gleichen Sie diese mit der Betriebsdauer des Geräts ab, um die Kosteneffizienz zu optimieren.

Durch die Berücksichtigung dieser Faktoren können Entwickler die richtige Batterie für ihre IoT-Geräte auswählen und so optimale Leistung, Langlebigkeit und Kosteneffizienz gewährleisten.

Leistungsprofilierung

Sobald der Prototyp Ihres IoT-Geräts verfügbar ist, ist es unerlässlich, ein Leistungsprofil zu erstellen und die Batterielebensdauer abzuschätzen. Dazu gehört es, ein umfassendes Verständnis der Konfiguration und der Stromverbrauchseigenschaften des Geräts in seinem spezifischen Einsatzkontext zu erlangen.

Berücksichtigen Sie bei der Erstellung von Leistungsprofilen die folgenden Details:

1. Hardware- und Sensorkonfigurationen: Analysieren Sie die im Gerät verwendeten Komponenten und Sensoren sowie deren Stromverbrauchseigenschaften. Verstehen Sie, wie sich unterschiedliche Hardwarekonfigurationen auf den Energieverbrauch auswirken.
2. Firmware-Einstellungen: Untersuchen Sie die Firmware-Einstellungen und -Konfigurationen, um potenzielle Bereiche zu identifizieren, in denen der Stromverbrauch optimiert werden kann. Passen Sie Einstellungen und Parameter an, um eine effizientere Energienutzung zu erreichen.
3. Kommunikationsparameter: Bewerten Sie die vom Gerät verwendeten Kommunikationsparameter wie Übertragungsfrequenz und Datenrate. Analysieren Sie, wie sich unterschiedliche Kommunikationseinstellungen auf den Stromverbrauch und die Akkulaufzeit auswirken.
4. Anwendungsfälle und Eckfälle: Berücksichtigen Sie die verschiedenen Anwendungsfälle und Szenarien, in denen das Gerät eingesetzt wird. Untersuchen Sie, wie sich das Verhalten und der Stromverbrauch des Geräts unter verschiedenen Bedingungen unterscheiden. Achten Sie besonders auf Eckgehäuse, die möglicherweise einzigartige Stromverbrauchsmuster aufweisen.

Kontinuierliches Benchmarking ist während des gesamten Produktentwicklungsprozesses von entscheidender Bedeutung. Nutzen Sie clevere UART-Ausdrucke und korrelieren Sie sie mit dem Stromverbrauch, um bestimmte Komponenten oder Funktionen zu identifizieren, die möglicherweise Energie verbrauchen.

Diese Analyse liefert wertvolle Einblicke in Bereiche, die für eine verbesserte Energieeffizienz optimiert werden können. Denken Sie daran, UART nach Abschluss der Analyse auszuschalten, um Auswirkungen auf das Endprodukt zu vermeiden.

Berücksichtigen Sie außerdem Netzwerkvariablen, die sich auf den Stromverbrauch auswirken können. Importieren Sie Netzwerkprotokolldateien, um zu verstehen, wie Faktoren wie die Entfernung zum Gateway oder Node B, Wetterbedingungen und Gerätedichte im Netzwerk den Stromverbrauch beeinflussen. Diese Variablen können die Art und Weise, wie die Batterie entladen wird, erheblich beeinflussen und sollten bei der Schätzung der Batterielebensdauer berücksichtigt werden.

Gewinnen Sie wertvolles Batteriewissen

Durch die iterative Berechnung der Batterielebensdauer auf der Grundlage von Stromverbrauchsprofilen während des gesamten Entwicklungsprojekts gewinnen Entwickler wertvolles Wissen und Einblick in die Faktoren, die das Leistungsprofil beeinflussen. Dieses Verständnis ermöglicht es ihnen, das gewünschte Leistungsprofil trotz Änderungen im Entwicklungs-Stack beizubehalten und so einen optimalen Stromverbrauch und eine optimale Batterielebensdauer sicherzustellen.

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• Quelle: https://www.iotforall.com/selecting-the-right-battery-for-iot-applications