最適なパフォーマンスと寿命を確保するには、IoT デバイスに適切なバッテリーを選択することが最も重要です。アプリケーションの特定の要件に適合し、信頼性が高く長持ちする電源を保証するバッテリーを選択する場合は、いくつかの要素を考慮する必要があります。
バッテリーの選択に関する考慮事項
バッテリーの種類: 電気化学、容量、エネルギー密度
バッテリーの選択 アプリケーションとデバイスのフォームファクターを考慮する必要があります。コイン型電池はコンパクトで低電力デバイスに適していますが、容量が限られており、充電できません。
リチウムイオン (Li-ion) またはリチウムポリマー (Li-poly) バッテリーは、より高い容量、再充電可能性、より長い寿命を備えており、電力需要が高く、ライフサイクルが長いデバイスに適しています。従来とは異なるフォームファクターのデバイスには、カスタマイズされたバッテリーが必要になる場合があります。
容量 (mAh または Wh で測定), バッテリーが蓄えることができる電荷量を指します。エネルギー密度は、単位体積または単位重量あたりに蓄えられるエネルギーの量に関係します。十分な容量とエネルギー密度を備えたバッテリーを選択すると、バッテリーを頻繁に交換することなく、デバイスを長時間動作させることができます。
電圧と放電特性
バッテリ電圧がデバイスの寿命全体にわたってデバイスの電圧要件と一致していることを確認してください。データ送信頻度、強度、持続時間など、アプリケーションの使用によって影響を受ける放電速度を理解します。これらの要因は、放電率や時間の経過による電圧降下などのバッテリー特性に影響を与え、最終的には消費電力と実行時間に影響を与えます。
温度
温度はバッテリーの性能に大きく影響します。極端な温度は、容量、放電率、寿命に影響を与える可能性があります。デバイスの環境条件に適した動作温度範囲のバッテリーを選択してください。
バッテリーとデバイスの使用期限
IoT デバイスに統合する前と統合後の両方で、自己放電などのバッテリーの状態を考慮してください。経年劣化と自己放電は性能に影響を与えるため、製品開発時および市場投入後の展開時にこれらのパラメータを理解することが重要です。
コストと寿命
初期費用と総所有コストを評価します。 バッテリーの寿命。バッテリーの予想寿命を評価し、デバイスの動作時間とのバランスをとって、費用対効果を最適化します。
これらの要素を考慮することで、開発者は IoT デバイスに適切なバッテリーを選択し、最適なパフォーマンス、寿命、費用対効果を確保できます。
電力プロファイリング
IoT デバイスのプロトタイプが利用可能になると、電力プロファイリングの開始とバッテリー寿命の推定が不可欠になります。これには、特定の展開コンテキスト内でのデバイスの構成と消費電力特性を包括的に理解することが含まれます。
電力プロファイリングを実行するときは、次の詳細を考慮してください。
- ハードウェアとセンサーの構成: デバイスで使用されるコンポーネントとセンサー、およびそれらの電力消費特性を分析します。さまざまなハードウェア構成がエネルギー使用量にどのような影響を与えるかを理解します。
- ファームウェア設定: ファームウェアの設定と構成を調べて、電力消費を最適化できる潜在的な領域を特定します。設定とパラメータを調整して、より効率的な電力使用を実現します。
- 通信パラメータ： 送信周波数やデータレートなど、デバイスで使用される通信パラメータを評価します。さまざまな通信設定が消費電力とバッテリー寿命にどのような影響を与えるかを分析します。
- ユースケースとコーナーケース: デバイスが導入されるさまざまな使用例とシナリオを検討してください。さまざまな条件下でデバイスの動作と消費電力がどのように変化するかを調査します。独特の電力消費パターンを持つ可能性のある特殊なケースには特に注意してください。
製品開発プロセス全体を通じて、継続的なベンチマークを行うことが重要です。 UART の賢いプリントアウトを利用し、それらを消費電力と関連付けて、エネルギーを浪費している可能性のある特定のコンポーネントや機能を特定します。
この分析により、電力効率を向上させるために最適化できる領域に関する貴重な洞察が得られます。最終製品への影響を避けるため、解析が完了したら必ず UART をオフにしてください。
さらに、電力消費に影響を与える可能性のあるネットワーク変数を考慮してください。ネットワーク ログ ファイルをインポートして、ゲートウェイまたはノード B までの距離、気象条件、ネットワーク内のデバイス密度などの要因が電力消費にどのような影響を与えるかを理解します。これらの変数はバッテリーの消耗に大きく影響する可能性があるため、バッテリー寿命を見積もる際には考慮する必要があります。
バッテリーに関する貴重な知識を得る
開発プロジェクト全体を通じて電力消費プロファイルに基づいてバッテリー寿命を繰り返し計算することで、開発者は電力プロファイルに影響を与える要因について貴重な知識と直感を得ることができます。この理解により、開発スタックの変更にもかかわらず望ましい電力プロファイルを維持し、最適な電力使用量とバッテリー寿命を確保することができます。
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- 情報源： https://www.iotforall.com/selecting-the-right-battery-for-iot-applications
