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Bateria IoT: estimador para PSM e eDRX
Estime a duração da bateria de dispositivos LTE-M e NB-IoT a partir do intervalo de relatórios, do tempo conectado por relatório e das configurações de economia de energia.
- Duração da bateria
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- Corrente média
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- Carga usada por dia
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Valores típicos de módulo; condições de rádio, temperatura e firmware mudam a duração real. Compare configurações e depois meça um protótipo.
Como funciona e seus limites
Funciona no seu navegador: o que você digita fica no seu dispositivo e nunca é enviado.
A estimativa soma a energia de cada período de despertar, transmissão e repouso ao longo de um dia, usando valores típicos de corrente do módulo e os temporizadores PSM e eDRX que você escolher. A capacidade da bateria e a autodescarga definem o resultado.
A duração real da bateria depende das condições de rádio, da temperatura e do firmware. Use a estimativa para comparar configurações e depois meça um protótipo.
Fontes de dados e licenças
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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.
Como PSM e eDRX economizam energia
A maioria dos dispositivos de IoT alimentados por bateria passa quase todo o tempo dormindo. O modo de economia de energia (PSM) permite que um dispositivo desligue o rádio entre relatórios enquanto permanece registrado na rede, para não precisar se anexar de novo a cada despertar. A recepção descontínua estendida (eDRX) mantém o dispositivo alcançável, mas permite que ele escute mensagens recebidas com muito menos frequência, de cerca de 20 segundos a várias horas entre janelas de escuta.
O orçamento de energia de uma bateria tem três partes. Enquanto o dispositivo está conectado, enviando um relatório e esperando que a rede o libere, o módulo consome de dezenas a centenas de miliamperes. No período ocioso que se segue, ele escuta a paginação com algumas centenas de microampères a um miliampere. Dormindo em PSM, consome apenas alguns microampères. Como a corrente conectada é muito maior, alguns segundos de conexão podem custar mais que uma hora inteira de repouso.
É por isso que o intervalo de relatórios e o tempo conectado por relatório decidem a maior parte da duração da bateria de um dispositivo. Reduzir pela metade o número de relatórios quase dobra a vida de um dispositivo com PSM; encurtar a conexão, enviando menos dados, evitando novas tentativas e permitindo que a rede libere a conexão rapidamente, ajuda quase tanto. O PSM serve a dispositivos que só precisam falar no próprio ritmo, enquanto o eDRX serve a dispositivos que precisam estar alcançáveis, como uma câmera ou uma fechadura que espera um comando, ao custo de uma corrente de repouso maior.
A rede também tem a palavra final. Um dispositivo solicita seus temporizadores PSM e eDRX, mas a rede concede os valores que suporta, que podem ser mais curtos que o solicitado ou não ser oferecidos. A cobertura também importa: com sinal fraco, LTE-M e NB-IoT repetem transmissões para conseguir passar, o que aumenta o tempo conectado e a energia de cada relatório.
Ao longo de muitos anos, a própria bateria passa a ser um fator. A autodescarga consome uma parte da capacidade a cada ano, e as temperaturas frias reduzem a capacidade que um dispositivo pode usar, então um projeto que parece bom no papel deve manter uma margem. Compare configurações com uma estimativa e depois confirme em um protótipo em campo.