The number of connected IoT devices is forecast to jump to 125 billion by 2030. This is not difficult to believe, as global IoT spending 745 میں billion 2019 بلین تک جا پہنچا. Against this backdrop, electronics designers are under pressure to optimise designs especially when it comes to battery life.
اس مضمون میں ، بائٹ اسنیپ ڈیزائن کے ڈائریکٹر ، ڈنسٹن پاور ، کم بجلی کے وائرلیس ریڈیو سسٹم کے ڈیزائن کے ل key کلیدی امور پر روشنی ڈالتے ہیں۔
توازن عمل
مطلوبہ سطح کی فعالیت کو حاصل کرنے کی کوشش کرتے ہوئے کسی آلے کی بجلی کی کھپت کو کم کرنا کم پاور ڈیزائن کے سب سے مشکل مرحلے میں سے ایک ہے۔ فی الحال دستیاب ہر کامیاب کم طاقت وائرلیس آلہ ایک کامیاب توازن ایکٹ کا نتیجہ ہے ، جہاں ڈویلپرز نے اپنی ترجیحات کا وزن کیا ہے اور ایک سمجھوتہ کیا ہے جس کے نتیجے میں کام کرنے والے آلے کا نتیجہ پیدا ہوتا ہے۔
Software Design
System choices made at the beginning of a project dictate what can be achieved. Designing for low power from the outset is recommended, with the first consideration being the type of radio to deploy. The choice is vast from short range radios, like ZigBee, Thread, Bluetooth and Wi-Fi to long-range low power radio, including LoRa, SigFox and Weightless, and cellular radio systems.
کچھ ریڈیو طول موجیں دوسروں کے مقابلے میں بہت بہتر پھیلتی ہیں ، جس کا مطلب ہے کہ بجلی کی استعداد میں اضافہ۔ نچلی تعدد میں اعلی تعدد کے مقابلے میں بہتر تشہیر ہوتا ہے ، لیکن سمجھوتہ یہ ہے کہ ممکنہ اعداد و شمار کی شرح کو کم کردیا گیا ہے۔ اعلی تعدد میں تھوڑا سا فاصلہ طے ہوتا ہے ، لیکن اس میں اعلی بینڈوتھ اور تیز تر ترسیل کی رفتار ہوتی ہے۔ سفر کے ل to جتنی لمبی دوری کے اشاروں کی ضرورت ہے ، اس کی رفتار آپ عام طور پر استعمال کرسکتے ہیں۔
ریڈیو سسٹم ٹوپولوجی پر بھی غور کریں - جب اس کا صحیح انتظام کیا جائے تو اس سے نظام کی کارکردگی اور رفتار میں اضافہ ہوسکتا ہے۔ اسٹار ٹوپولاجیس مثالی ہیں جب ماسٹر ڈیوائس بیٹری سے چلنے والی نہیں ہے اور وہ اکیلے ہی نیٹ ورک بوجھ کا نظم کرنے میں اہل ہے۔ متبادل کے طور پر ، جہاں تمام آلات کم طاقت رکھتے ہیں ، وہاں متعدد ریپیٹرز والا میش نیٹ ورک زیادہ موزوں ہوسکتا ہے۔
مائکروکونٹرولر کا انتخاب عام طور پر سیدھا ہوتا ہے اور ایک ڈیزائنر کے پاس عموما a کنبہ / صنعت کار ہوتا ہے جس سے وہ واقف ہوتے ہیں۔ آج کل زیادہ تر چھوٹے پروسیسرز - PIC-، AVR-، ARM پر مبنی - کم پاور موڈ ہیں جن کا استعمال آپریشن کے دوران درکار طاقت کو کم کرنے کے لئے کیا جاسکتا ہے۔ انہیں دوبارہ بیدار کرنے کے لئے وہ کسی رکاوٹ پر انحصار کرتے ہیں۔ ان میں سے بہت سے لوگوں کے پاس وقت پر کم سے کم وقت رکھنے کے لئے تیز رفتار جاگنے کا نظام بھی موجود ہے اور اس طرح استعمال ہونے والی طاقت کو کم کیا جاسکتا ہے۔
لو پاور وائرلیس کی حد کا مطلب یہ ہے کہ ہر منصوبے میں بیٹری کا انتخاب مختلف ہوتا ہے۔ تاہم ، جب ریڈیو سسٹم میں کرنٹ کے غیر متوقع پھوڑے کی ضرورت ہوتی ہے ، یا بیٹری کو ری چارج کرنے کی ضرورت ہوتی ہے تو ، آپشن اکثر ہی محدود ہوجاتے ہیں۔
بیٹری تیار کرنے والے ڈیٹا شیٹس میں مدد مل سکتی ہے ، لیکن بیشتر مستحکم موجودہ نالی کی بنیاد پر بیٹری خارج ہونے والے منحنی خطوط کو ظاہر کریں گے ، اور عام طور پر کم پاور سسٹم سے زیادہ موجودہ ڈرا پر استعمال کریں گے۔ بجلی کی کم نظام میں کیا ہوگا اس کا اندازہ لگانے کے لئے کچھ رقیق استعمال کرنا ضروری ہے۔
نیز ، اس طرح کے ریڈیو سسٹم سوتے وقت کم سے کم طاقت کا استعمال کرتے ہیں اور پھر وصول کرنے اور منتقل کرنے کے لئے بیدار ہونے پر کرنٹ کی بڑی دالوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ کچھ بیٹریاں اس کے ل suited موزوں نہیں ہیں۔
ماحولیاتی عوامل بیٹری کے انتخاب اور ان کے استعمال کو بھی متاثر کرتے ہیں۔ ٹھنڈا ماحول ایک بیٹری کی وولٹیج اور آلہ کی مجموعی مفید بیٹری کی زندگی کو کم کردے گا۔ زیادہ درجہ حرارت بھی کچھ بیٹریاں کو منفی اثر ڈال سکتا ہے۔
بیٹری کے انتخاب کا عمل نتیجہ خیز ہے۔ بہترین امیدوار تلاش کرنے کے ل it ، کچھ اقسام کو ٹرائل کرنے کے قابل ہے جو وضاحتوں کے مطابق ہیں۔ اس جدول میں کچھ عام بیٹری کی اقسام کی کچھ خصوصیات پیش کی گئی ہیں۔
قسم | Cell Voltage | توانائی کی کثافت | Typical discharging temperature range (°C) | Standby Lifetime | Rechargeable? | زیادہ سے زیادہ موجودہ |
لی آئن۔ | 3.6 | ہائی | 0 - 50 | لو | جی ہاں | ہائی |
الکلین | 1.5 | ہائی | -18 - 55 | ہائی | نہیں | درمیانہ |
نیامح | 1.2 | لو | -20 - 65 | لو | جی ہاں | ہائی |
Li Coin Cell | 3 | لو | -30 - 60 | ہائی | No (usually) | لو |
LiSoCl2 | 3 | ہائی | -80 - 125 | بہت اونچا | نہیں | ہائی |
ایک بار بیٹری کا انتخاب ہوجانے کے بعد ، ایک کٹ آف پوائنٹ کا تعین کرنا ہوگا۔ عام طور پر انتہائی کم طاقت والے نظاموں کے ل components ، اجزاء کے ساتھ اضافی احتیاط کی ضرورت ہوتی ہے جن کی کارکردگی میں وولٹیج کے ساتھ تبدیلی آتی ہے۔ مثال کے طور پر ، LCD ڈسپلے اور ایل ای ڈی میں ایسی بیٹریاں ہیں جو اب تک کم ہوسکتی ہیں کہ اس کے برعکس غائب ہوجاتی ہیں یا ایل ای ڈی بند ہوجاتی ہیں۔ بہترین صارف کے تجربے کے ل you ، آپ کو یہ یقینی بنانا ہوگا کہ جس بیٹری کا وولٹیج آپ کام کرتے ہیں ان کو چلانے کے ل to کافی ہے۔
If the system requires an input voltage (when the cut-off point is reached whilst the batteries still have usable capacity left – e.g. if a nominal 3V system cuts off at 2.5V), then a boost regulator may be necessary. There are compromises to consider in doing this though:
· What voltage should the regulator be set to?
· What is the efficiency of the regulator and how does it vary with input voltage?
· What happens when the input voltage is higher than the set voltage, i.e. when new batteries are fitted?
· Does the power wasted by the regulator due to inefficiencies cancel out any gains in capacity?
· Could a boost converter fully use the battery’s capacity by draining it to a voltage below which the system would switch off?
ہارڈ ویئر ڈیزائن
پل اپس اور دیگر ڈیزائن ٹپس کو کم سے کم کریں
لو پاور وائرلیس ریڈیو سسٹم ڈیزائن میں ان تفصیلات پر توجہ کی ضرورت ہوتی ہے جن کو ایسے آلات میں آسانی سے نظرانداز کیا جاتا ہے جہاں بجلی کی کھپت غیر اہم ہے۔
عام ، مین طاقت سے چلنے والے سسٹم کے ساتھ ، آپ کو پل اپ مزاحموں کے ذریعے موجودہ رساو جیسے عناصر کے بارے میں فکر کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔ کم بجلی کے نظام میں ، بجلی کی کھپت ایک مسئلہ بن سکتی ہے۔ یہیں سے کچھ سمجھوتہ سامنے آتا ہے:
اینٹینا کو دھنیں
یہاں تک کہ اگر ڈیزائن میں رینج اہم ہے تو ، اینٹینا کو ٹیون کرنا یاد رکھیں۔ ایسا کرنے سے ، انجینئر مطلوبہ حد کو حاصل کرنے کے لئے درکار ٹرانسمیشن طاقت کو کم سے کم کرسکتے ہیں۔
ردعمل اور جاگتے وقت
کم طاقت والا وائرلیس ڈیوائس تیزی سے 'مفید' حالت میں پہنچنا چاہئے۔ صارف کی سکرین کو چھونے اور اس کے جواب دینے والے سسٹم کے درمیان وقت آپ کا بیک لائٹ آن ہونے اور پاور ڈرائنگ کرنے کے وقت ہوتا ہے ، ممکنہ طور پر ردعمل کا وقت سست ہوجاتا ہے۔ عام طور پر ایک یا ایک سے زیادہ اجزاء ایسے ہوتے ہیں جو مرکزی پروسیسر کو بیدار کرنے کے لئے وقف ہوتے ہیں اور محض آلہ کو بند کرنا بیٹری کی طاقت کو بچانے کا کوئی مفید طریقہ نہیں ہے۔
ہم وقت سازی
ڈیٹا یا ہدایات حاصل کرنے کے ل Many بہت سارے کم پاور ریڈیو آلات ایک دوسرے کے ساتھ بات چیت کرتے ہیں۔ ایسا ہونے کے ل it ، ضروری ہے کہ وصول کنندہ معلومات حاصل کرے۔ دونوں سروں کو مطابقت پذیر ہونا چاہئے اور مطابقت پذیر رہنا چاہئے ، لیکن ہم تجویز کرتے ہیں کہ اس کے لئے وصول کنندہ کا استعمال کم سے کم کریں۔
ان سسٹم میں جہاں دو بیٹری سے چلنے والے آلہ بات چیت کر رہے ہیں ، دونوں بیٹری کی زندگی کو محفوظ رکھنے کے ل low کم طاقت / نیند کے طریقوں میں داخل ہوں گے۔ لہذا ، اعداد و شمار کی ضمانت حاصل نہیں کی جاسکتی ہے یا بغیر کسی رکاوٹ کے موصول ہوگی ، لہذا مختلف پروٹوکول ، جیسے غلطی کی نشاندہی اور اعترافات ، کو اس سے نمٹنے کے لئے تیار کیا گیا ہے۔
درجہ حرارت بڑھنے سے بچو
سسٹم میں ہر ایک فعال ڈیوائس کسی نہ کسی طرح کی گھڑیاں استعمال کرتی ہے۔ یہ درجہ حرارت کے ساتھ بہہ سکتے ہیں ، اس کا مطلب یہ ہے کہ ماحولیاتی عوامل کو نوٹ کرنا اہم ہے جو فعال آلات کے درمیان وقتی اختلافات پیدا کرسکتے ہیں۔ یہ بہت ضروری ہے کہ نظام کو ڈیزائن کرتے وقت بڑھے ہوئے معاملات کو بھی مدنظر رکھا جائے کیونکہ یہ بیٹری سے بجلی کی کھپت میں اضافے کا باعث بن سکتا ہے۔
TX طاقت کو کم سے کم کریں
ضرورت سے زیادہ آؤٹ پٹ پاور میں اضافے نہ کریں - اگر ریڈیو لنک صرف دس میٹر تک پہنچنا ہے تو پھر 5dB آؤٹ پٹ پاور کی ضرورت کا امکان نہیں ہے۔
دالیں مختصر منتقل کریں
جب ٹرانسمیٹر آن ہوتا ہے تو ، ایک کم طاقت والا ریڈیو اپنی زیادہ سے زیادہ بجلی کی حالت پر ہوتا ہے۔ لہذا ، اس کو بروقت کم سے کم کرنا سمجھ میں آتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ منتقل کردہ ڈیٹا کی مقدار کو کم کرنا۔
To minimise receiver on time, the focus is on the amount of data to transmit and what’s being communicated with. If the system needs to be on constantly, the receiver n time can then be minimised as the engineer already knows that the system is on and can transmit at any time.
ریڈیو سسٹم کی تازہ کاری
ریڈیو سسٹم کو اپ ڈیٹ کرنے کے دو طریقے ہیں: دستی طور پر ، جس میں ہر یونٹ میں جانا اور اپ ڈیٹ کرنا شامل ہے ، اور ہوا (OTA) کے اوپر ، جہاں ریڈیو خود ہی یونٹ کے اندر کوڈ کو اپ ڈیٹ کرتا ہے۔ عام طور پر او ٹی اے کی تازہ کاری بہت زیادہ موثر ہوتی ہے ، تاہم کچھ غلط ہونے کا امکان بڑھ جاتا ہے۔ اس لئے یہ یقینی بنانے میں ناکام ہے کہ سسٹم کام جاری رکھے گا۔
بیچ کی جانچ
کم پاور ڈیوائسز کے ساتھ جو بیٹری سے چلتی ہے ، آپ صرف جزو کی کارکردگی کی حد کے تحت کام کر سکتے ہیں۔ فعال آلات جیسے ایف ای ٹی کے ساتھ ، جہاں آپ کم وولٹیج ڈراپ پر بھروسہ کرتے ہیں ، آلہ کی خصوصیات میں ہمیشہ فرق رہے گا جو کارکردگی کو متاثر کرسکتا ہے۔
اس بات کا یقین کرنے کے لئے بیچ کی جانچ قابل قدر ہے کہ کسی بھی تغیر سے آلہ کے کام سے سمجھوتہ نہیں ہوگا۔ بڑے پیمانے پر پیداوار کے دوران تکلیف سے بچنے کے ل temperature ، اسپائس سمیلیٹر جیسے درجہ حرارت اور وولٹیج کی حد سے تجاوز کرتے ہوئے کچھ آسان ڈیزائن پہلوؤں کی تقلید کرنا قابل ہے۔
اور یاد رکھیں - صارف کا تجربہ اور توقعات اہم خیالات ہیں۔ ایک انجینئر تصوراتی طور پر کم پاور سسٹم ڈیزائن کرسکتا ہے جو آخری صارف کو مطمئن نہیں کرتا ہے کیونکہ وہ توقع کر سکتے ہیں کہ حقیقت میں اس سے کہیں زیادہ تیزی سے جواب دے گا۔ یہیں سے توازن عمل واقعتا happens ہوتا ہے ، لیکن دستیاب ٹکنالوجیوں اور تجربہ کار انجینئروں کے ساتھ سمجھوتہ ممکن ہے۔
(تصویر برائے بذریعہ میکا بومیسٹر on Unsplash سے)
اس جگہ میں ایگزیکٹوز اور سوچنے والے رہنماؤں سے مزید معلومات حاصل کرنا چاہتے ہیں؟ کے بارے میں مزید جانیں ڈیجیٹل ٹوئن ورلڈ ایونٹ، 8-9 ستمبر 2021 کو ہو رہا ہے، جس میں کاروباری نتائج کو مزید گہرائی میں اور ان صنعتوں کو تلاش کیا جائے گا جن سے فائدہ ہوگا۔
Source: https://iottechnews.com/news/2021/jun/17/saving-power-in-low-power-wireless-radio-systems/
- 2021
- اکاؤنٹ
- فعال
- تمام
- اینٹینا
- مضمون
- بیٹریاں
- بیٹری
- BEST
- ارب
- بلوٹوت
- بورڈ
- کاروبار
- کیمبرج
- اہلیت
- کلائنٹس
- کوڈ
- سکے
- کامن
- کھپت
- جاری
- موجودہ
- اعداد و شمار
- ڈیزائن
- ڈیزائنر
- کھوج
- ڈویلپرز
- کے الات
- ڈائریکٹر
- فاصلے
- چھوڑ
- کارکردگی
- الیکٹرونکس
- ختم ہو جاتا ہے
- انجینئر
- انجنیئرنگ
- انجینئرز
- ماحولیات
- ماحولیاتی
- واقعہ
- ایگزیکٹوز
- فاسٹ
- اعداد و شمار
- پہلا
- فٹ
- توجہ مرکوز
- fpga
- جنرل
- گلوبل
- ہائی
- کس طرح
- HTTPS
- سمیت
- اضافہ
- صنعتوں
- صنعت
- معلومات
- بصیرت
- IOT
- آئی ٹی آلات
- IT
- کلیدی
- بڑے
- قیادت
- سطح
- لمیٹڈ
- LINK
- لوڈ
- ڈویلپر
- میش نیٹ ورک
- نیٹ ورک
- تجویز
- کام
- آپشنز کے بھی
- حکم
- دیگر
- دیگر
- کارکردگی
- طاقت
- دباؤ
- پیداوار
- منصوبے
- ریڈیو
- رینج
- کو کم
- جواب
- بچت
- سکرین
- احساس
- سیریز
- مقرر
- مختصر
- سمیلیٹر
- دھیرے دھیرے
- چھوٹے
- So
- خلا
- تیزی
- خرچ کرنا۔
- حالت
- رہنا
- کامیاب
- حمایت
- سوئچ کریں
- کے نظام
- سسٹمز
- ٹیکنالوجی
- ٹیسٹنگ
- وقت
- سفر
- یونیورسٹی
- اپ ڈیٹ کریں
- تازہ ترین معلومات
- طول موج
- کیا ہے
- وائی فائی
- وائرلیس
- کے اندر
- کام
- قابل