Die Entwicklung von eingebetteten Geräten mit geringem Stromverbrauch erfordert eine sorgfältige Berücksichtigung des Stromverbrauchs, insbesondere im Ruhezustand. Genaue Berechnungen helfen, die Akkulaufzeit zu optimieren und die Zuverlässigkeit des Geräts zu gewährleisten.

Verständnis des Stromverbrauchs

Der Stromverbrauch in eingebetteten Geräten wird in erster Linie durch die Stromaufnahme im Aktiv- und Ruhezustand bestimmt. Durch die Messung und Berechnung dieser Werte können Ingenieure die Lebensdauer der Batterie abschätzen und Bereiche für die Optimierung identifizieren.

Berechnung des Ruhezustandsstroms

Der Strom im Schlafmodus, oft als I sleep bezeichnet, ist ein kritischer Faktor.

Batterielebensdauer (Stunden) = Batteriekapazität (mAh) / I sleep (mA)

Schätzung des Gesamtenergieverbrauchs

Zur Bestimmung des Gesamtstromverbrauchs sind sowohl aktive als auch Ruhezeiten zu berücksichtigen.

I avg = (I active × t active + I sleep × t sleep) / (t active + t sleep)

Praktisches Berechnungsbeispiel

Angenommen, ein Gerät hat eine Batteriekapazität von 2000 mAh, einen Schlafstrom von 10 μA und einen aktiven Strom von 20 mA. Wenn das Gerät 90% der Zeit im Schlaf und 10% aktiv verbringt, ist der durchschnittliche Strom:

  • I sleep = 0,01 mA
  • I active = 20mA
  • t sleep = 90 %
  • t aktiv = 10%

Berechnung I avg:

I avg = (20mA × 0,10 + 0,01mA × 0,90) / 1 = 2,001mA

Geschätzte Batterielebensdauer:

2000mAh / 2.001mA ≈ 999 Stunden