Introdução
O consumo do BLIT-NW é extremamente baixo, com menos de 13 µA em repouso, permitindo mais de 5 anos de operação contínua com uma bateria de lítio de 3,6V e 2000mAh. Neste artigo, serão apresentados cálculos e ilustrações que explicam detalhadamente o processo de consumo da bateria.
- Tempo gasto por envio: 4 segundos.
- Consumo por envio: 60 mC (microcoulombs).
- Frequência: 4 vezes ao dia.
- Consumo diário: 0,0667 mAh (miliamperes-hora).
- Consumo anual: 24,34 mAh/ano.
No modo “sleep”, o consumo é mínimo. Ao despertar para transmitir dados, o consumo atinge picos de até 143,29 mA por cerca de 2,6 segundos. Após o envio, o dispositivo aguarda a confirmação, consumindo pouca energia, e logo retorna ao modo “sleep”, com consumo próximo de 0,01 mA.
Esse ciclo de despertar, transmitir e voltar a dormir é altamente eficiente, pois o dispositivo gasta pouco tempo em altos níveis de consumo. O consumo médio de 11,51 mA reflete essa eficiência energética ao longo do período analisado.
O watchdog é um mecanismo de segurança que monitora o funcionamento de um sistema. Se o sistema parar de responder, o watchdog reinicia automaticamente o dispositivo para garantir que ele continue funcionando corretamente. É como um “guardião” que evita travamentos prolongados.
- Tempo em standby: 20 segundos a cada ciclo.
- Consumo: 400 µC (microcoulombs) por ciclo.
- Frequência: O ciclo ocorre 24 horas por dia, resultando em cerca de 1.576.800 ciclos por ano.
- Consumo anual: 175,2 mAh.
No gráfico, o período de Standby com watchdog é representado pelos momentos de consumo muito baixo, próximos de 0,01 mA, quando o dispositivo está em modo de espera para minimizar o consumo de energia. Durante esse tempo, o watchdog monitora o sistema e, a cada 20 segundos, “acorda” brevemente o dispositivo para limpar o flag, garantindo que ele possa detectar e corrigir falhas caso ocorram.
Esse processo é essencial para manter o BLIT-NW operando de forma eficiente e sem interrupções, enquanto o consumo de energia permanece mínimo durante o standby. Isso permite que o dispositivo fique pronto para agir rapidamente, sem gastar muita corrente desnecessariamente.
- O que é: Após o dispositivo ser “acordado” pelo Watchdog, ele realiza uma pequena operação de limpeza para retomar sua funcionalidade.
- Tempo gasto: 70 milissegundos.
- Consumo por operação: 400 µC.
- Frequência: A cada 20 segundos.
- Consumo anual: 175,2 mAh.
No gráfico, a limpeza do watchdog ocorre quando o dispositivo é “acordado” brevemente a cada 20 segundos para garantir que o sistema esteja funcionando corretamente. Esse processo envolve limpar o flag do watchdog, o que evita que o dispositivo seja reiniciado por engano em caso de pequenas falhas ou erros temporários.
A limpeza dura apenas 70 milissegundos, consumindo uma quantidade muito pequena de energia, o que torna o processo altamente eficiente. Esse mecanismo garante que o BLIT-NW continue funcionando sem interrupções, enquanto o consumo total de energia permanece baixo.
- Tempo de operação: 80 milissegundos por evento.
- Consumo: 500 µC por evento.
- Frequência: Aproximadamente 2.000 eventos por mês, ou 24.000 eventos por ano.
- Consumo anual: 3,33 mAh.
No gráfico, a contagem de pulso representa os momentos em que o BLIT-NW registra eventos, como leituras de sensores ou medições de fluxo. Cada evento de contagem dura cerca de 80 milissegundos, com um consumo de energia mínimo, aproximadamente 500 µC por evento.
Essa contagem de pulso é essencial para o monitoramento em tempo real e ocorre de forma rápida e eficiente. Embora o consumo seja um pouco maior durante esses eventos em comparação ao modo standby, a energia gasta ainda é muito baixa, garantindo que o BLIT-NW possa operar por longos períodos.
- Consumo Total por Ano
- Consumo total anual: 378.07 mAh/ano.
- Expectativa de Duração da Bateria
- Capacidade da bateria: 2000 mAh.
- Duração esperada da bateria: 5.29 anos.
Cálculos de expectativa de duração de bateria
Para Calcular a expectativa de duração de bateria, precisamos somar o consumo total de todas as operações (uplink, standby, operação watchdog, e contagem de pulso) e comparar com a capacidade de bateria. Vamos calcular o consumo total em mAh por ano para cada operação com base nas informações fornecidas e então determinar quanto tempo a bateria ER14505M(com capacidade de 2000mAh) vai durar.
Conclusão:
Com base nos cálculos realizados, podemos estimar que a bateria ER14505M, com capacidade de 2000 mAh, proporcionará uma expectativa de duração de aproximadamente 5,29 anos. Esse tempo é obtido considerando o consumo de todas as operações do sistema, incluindo o envio de dados (uplink), os períodos de standby com o watchdog ativo, as operações de limpeza do flag do watchdog, e a contagem de pulsos.
Essa projeção demonstra a alta eficiência energética do BLIT-NW, uma vez que ele consegue operar de forma contínua e monitorar eventos ao longo de anos sem a necessidade de trocas frequentes de bateria. A otimização no uso de energia durante os modos de baixo consumo, como standby e contagem de pulsos, é fundamental para atingir essa longa vida útil da bateria, tornando o sistema ideal para aplicações de monitoramento remoto e de baixa manutenção.
