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IoT-Akkulaufzeit: PSM- und eDRX-Schätzer
Schätzen Sie die Akkulaufzeit von LTE-M- und NB-IoT-Geräten anhand von Meldeintervall, Verbindungsdauer pro Meldung und Energiespareinstellungen.
- Batterielaufzeit
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- Mittlerer Strom
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- Ladungsverbrauch pro Tag
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Typische Modulwerte; Funkbedingungen, Temperatur und Firmware verändern die reale Laufzeit. Vergleichen Sie Einstellungen und messen Sie dann einen Prototyp.
So funktioniert es – und seine Grenzen
Läuft in Ihrem Browser: Ihre Eingaben bleiben auf Ihrem Gerät und werden nie hochgeladen.
Die Schätzung addiert die Energie jedes Aufwachens, jeder Übertragung und jeder Schlafphase über einen Tag, mit typischen Stromwerten von Modulen und den PSM- und eDRX-Timern, die Sie wählen. Akkukapazität und Selbstentladung bestimmen das Ergebnis.
Die tatsächliche Akkulaufzeit hängt von den Funkbedingungen, der Temperatur und der Firmware ab. Nutzen Sie die Schätzung, um Einstellungen zu vergleichen, und messen Sie dann an einem Prototyp.
Datenquellen und Lizenzen
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Regulatorische Informationen dienen nur als Referenz und stellen keine Rechtsberatung dar; prüfen Sie den Link zur Regulierungsbehörde und das Datum „Zuletzt geprüft“.
Calculations follow 3GPP TS 23.038 / 23.003 / 27.007 / 36.101 / 38.101 (Release 18). This tool is not affiliated with or endorsed by 3GPP or ETSI.
Wie PSM und eDRX Energie sparen
Die meisten batteriebetriebenen IoT-Geräte verbringen fast ihre gesamte Zeit im Schlafzustand. Der Power Saving Mode (PSM) erlaubt einem Gerät, sein Funkmodul zwischen den Meldungen abzuschalten und dennoch im Netz registriert zu bleiben, sodass es sich nicht bei jedem Aufwachen neu einbuchen muss. Extended Discontinuous Reception (eDRX) hält das Gerät erreichbar, lässt es aber viel seltener nach eingehenden Nachrichten horchen – mit etwa 20 Sekunden bis zu mehreren Stunden zwischen den Empfangsfenstern.
Ein Energiebudget besteht aus drei Teilen. Solange das Gerät verbunden ist, eine Meldung sendet und darauf wartet, dass das Netz die Verbindung freigibt, zieht das Modul Dutzende bis Hunderte Milliampere. In der anschließenden Ruhephase horcht es mit einigen hundert Mikroampere bis zu einem Milliampere auf Paging. Im PSM-Schlaf zieht es nur wenige Mikroampere. Weil der Strom im verbundenen Zustand so viel höher ist, können einige Sekunden Verbindung mehr kosten als eine ganze Stunde Schlaf.
Deshalb entscheiden das Meldeintervall und die Verbindungsdauer pro Meldung über den größten Teil der Akkulaufzeit. Halbiert man die Zahl der Meldungen, verdoppelt sich die Laufzeit eines PSM-Geräts nahezu; eine kürzere Verbindung – weniger Daten senden, Wiederholungen vermeiden und das Netz die Verbindung schnell freigeben lassen – hilft fast genauso viel. PSM eignet sich für Geräte, die nur nach ihrem eigenen Zeitplan kommunizieren müssen. eDRX eignet sich für Geräte, die erreichbar sein müssen, etwa eine Kamera oder ein Schloss, das auf einen Befehl wartet – um den Preis eines höheren Schlafstroms.
Die endgültigen Werte legt das Netz fest. Ein Gerät fordert seine PSM- und eDRX-Timer an, aber das Netz gewährt die Werte, die es unterstützt; diese können kürzer sein als angefordert oder gar nicht angeboten werden. Auch die Abdeckung spielt eine Rolle: Bei schwachem Signal wiederholen LTE-M und NB-IoT Übertragungen, um durchzukommen. Das verlängert die Verbindungsdauer und erhöht den Energiebedarf jeder Meldung.
Der Akku selbst verändert sich über viele Jahre. Die Selbstentladung nimmt jedes Jahr einen Teil der Kapazität weg, und Kälte verringert die Kapazität, die ein Gerät nutzen kann. Ein Design, das auf dem Papier gut aussieht, sollte daher Reserve einplanen. Vergleichen Sie Einstellungen mit einer Schätzung und bestätigen Sie sie dann mit einem Prototyp im Feld.