センサーノード、ウェアラブルデバイス、ポータブルガジェットなど、どのような設計でも、バッテリー駆動時間の推定はプロセスの重要な部分です。デバイスがアクティブモードとスリープモードを切り替えても、バッテリー駆動時間を簡単に計算する方法をご紹介します。
基本式（定電流の場合）
デバイスが一定の電流を消費する場合、バッテリー寿命は簡単に推定できます。
バッテリー寿命（時間）= バッテリー容量（mAh）/デバイスの消費電流（mA）
例：
– バッテリー: 2200 mAh
– デバイス電流: 40 mA
バッテリー寿命 = 2200 / 40 = 55 時間
デバイスにスリープモードとアクティブモードがある場合
現実世界のほとんどのアプリケーションでは、デバイスは24時間7日フルパワーで稼働するわけではありません。一時的に起動して何らかの処理を行った後、低電力のスリープモードに戻るといった動作をすることがあります。
これを考慮するには、デューティ サイクル全体 (つまり、アクティビティとスリープの 1 つの完全な期間) にわたる平均電流消費量を計算する必要があります。
段階的な例
たとえば、デバイスが次のようになっているとします。
– アクティブ時に40mAを消費し、2秒間アクティブのままになります
– スリープ時には0.1mAを消費し、8秒間スリープします
– 合計サイクル = 10秒
ステップ1：平均電流を計算する
平均電流 = ((40 * 2) + (0.1 * 8)) / 10 = (80 + 0.8) / 10 = 8.08 mA
ステップ2: バッテリー寿命を推定する
2200 mAh バッテリーを使用する場合:
バッテリー寿命 = 2200 / 8.08 ≈ 272.3 時間
現実世界での考察
これは確実な見積もりとなりますが、以下の点に留意してください。
– バッテリー容量は経年変化や低温により低下します。
– デバイスは、起動時、通信バースト時、またはセンサーのサンプリング時に余分な電流を消費する場合があります。
– バッテリーのカットオフ電圧は重要です。一部のデバイスは、バッテリーが完全に空になる前にシャットダウンします。
最後のヒント
設計段階でこの手法を活用することで、バッテリーサイズ、デューティサイクル、スリープ戦略について十分な情報に基づいた意思決定を行うことができます。電力使用量を最適化することで、製品の寿命を大幅に延ばすことができます。
もっと簡単にしたい場合は、お気軽にご連絡ください。 私たちのエンジニア 喜んでお手伝いいたします。