Maksymalizacja czasu życia baterii w urządzeniach NB-IoT: kompleksowy przewodnik 2025/04/07

Co wpływa na czas pracy urządzeń na baterii i jak go wydłużyć?

Wykorzystanie techniki NB-IoT do transmisji danych sprawdza się doskonale w przypadku urządzeń transmitujących małe ilości danych, w których wymagana jest długa żywotność baterii i praca w miejscach, gdzie ze względu na brak zasięgu trudno jest zastosować inne techniki komunikacji bezprzewodowej takie jak WiFi czy LTE. Jednak aby osiągnąć optymalny czas pracy na baterii, instalując urządzenia należy wziąć pod uwagę kilka kluczowych czynników wpływających na zużycie energii. W tym artykule omówimy najważniejsze zmienne wpływające na żywotność baterii w urządzeniach NB-IoT oraz przedstawimy praktyczne rekomendacje dla użytkowników, którzy chcą ją maksymalnie wydłużyć.

Jakość sygnału – największy „pożeracz” energii

Jakość sygnału to prawdopodobnie najważniejszy czynnik wpływający na zużycie baterii w sensorach NB-IoT. Gdy parametry sygnału są nieoptymalne, urządzenie automatycznie zwiększa moc transmisji, aby utrzymać stabilne połączenie. Znacząco podnosi to zużycie energii i skraca czas życia na baterii.

Jak jakość sygnału wpływa na zużycie energii?

• Wyższa moc transmisji: W miejscach o słabym zasięgu urządzenia automatycznie zwiększają moc nadawania. Moc nadawania w złych warunkach sygnału może być nawet 200 razy większa niż w przypadku dobrych warunków!
• Retransmisje: Słaby sygnał prowadzi do utraty pakietów danych (dane nie docierają do serwera), co wymusza energochłonne retransmisje.
• Dłuższy czas transmisji: Próby nawiązania lub utrzymania połączenia z siecią wydłużają czas wysyłki. Prowadzi to do zużywania większej ilości energii na pojedynczą wysyłkę danych.

Jak poprawić jakość sygnału?

• Optymalna lokalizacja urządzenia: Montuj urządzenia w miejscach o potwierdzonym dobrym zasięgu – najlepiej w pobliżu okien, z dala od metalu, betonowych ścian i głębokich podziemi. Aktualny poziom sygnału można sprawdzić w aplikacji mobilnej Efento. Przy instalacji NB-IoT upewnij się, że wskaźnik sygnału wskazuje „Dobry” lub „Umiarkowany”.

Okres transmisji – szukanie złotego środka

Okres transmisji danych ma bezpośredni wpływ na zużycie energii, dlatego jego odpowiednie ustawienie jest kluczowe dla optymalnego wykorzystania baterii. Każdy cykl transmisji wymaga wybudzenia urządzenia z trybu uśpienia, połączenia z siecią, przesłania danych i powrotu do stanu niskiego poboru mocy. Obarczone jest to kosztem energetycznym, niezależnym od ilości przesyłanych danych – im częściej urządzenie komunikuje się z serwerem, tym szybciej rozładowuje się bateria.

Jak zoptymalizować interwały transmisji?

• Wydłuż interwały: Zmniejsz częstotliwość przesyłania danych tam, gdzie to możliwe. Przejście z raportowania co 15 minut na raz na godzinę lub raz dziennie może wydłużyć żywotność baterii nawet o kilka lat.
• Używaj reguł alarmowych: Skonfiguruj urządzenia tak, aby przesyłały dane tylko w przypadku istotnych zmian lub przekroczenia progów (np. temperatura). Dzięki temu otrzymasz powiadomienie tylko wtedy, gdy jest to konieczne, jednocześnie oszczędzając baterię.

Czynniki środowiskowe – ukryte źródła strat energii

Warunki otoczenia znacząco wpływają na wydajność baterii, ale często są pomijane przy planowaniu wdrożeń. Kluczowy wpływ na czas pracy urządzenia zasilanego bateryjnie ma temperatura:

• Niska temperatura: Baterie pracujące w temperaturach poniżej 0°C mogą stracić nawet 50% pojemności, co znacznie skraca czas pracy urządzenia.
• Wysoka temperatura: Stała ekspozycja na temperatury powyżej 40°C przyspiesza chemiczną degradację baterii, co trwale zmniejsza ich pojemność i żywotność.

Interfejs Bluetooth Low Energy (BLE)

Sensory Efento wyposażone są w interfejs Bluetooth Low Energy, który umożliwia konfigurację urządzenia przez aplikację mobilną i lokalny odczyt danych. Jednak BLE, nawet gdy nie jest aktywnie używane zużywa energię. Aby wydłużyć żywotność baterii, interfejs BLE można w dowolnym momencie wyłączyć – lokalnie z poziomu aplikacji lub zdalnie przez Efento Cloud. Wyłączenie BLE znacząco zmniejszy zużycie energii wydłużając czas pracy urządzenia na zasilaniu bateryjnym.

Symulacja czasu pracy baterii

Opracowaliśmy kalkulator żywotności baterii online, który pomaga użytkownikom oszacować, jak warunki sygnałowe i ustawienia sensora wpływają na czas pracy urządzenia. Pozwala on symulować różne scenariusze i zrozumieć, w jaki sposób ustawienia urządzenia i parametry sygnału wpływają na żywotność baterii.

Kalkulator czasu życia baterii umożliwia użytkownikom symulowanie czasu pracy baterii w rejestratorach Efento NB-IoT w zależności od ustawień i jakości sygnału