IoT無線センサのバッテリー寿命に関する課題とテストへの影響 | キーサイト
アプリケーションノート
はじめに
2020年までに、「モノのインターネット」(IoT)には500億台ものデバイスがつながって、有用なデータや制御情報を送信することになると予想されています。このネットワークには有線センサも用いられる可能性がありますが、無線センサの方が配備の容易さと柔軟性の点で有利です。無線センサネットワークを使用することにより、熱、光、圧力などの環境パラメータのモニタリングに大きな変化がもたらされ、スマート電力網、インテリジェント輸送、車両追跡から、産業制御やホームセキュリティまで、さまざまなアプリケーションがサポートされます。すなわち、無線センサネットワークこそがIoT実現の鍵となるテクノロジーと言えます。
しかし、現在無線センサの使用を制限している1つの要因として、無線センサがバッテリーで動作できる時間の短さが挙げられます。バッテリーがなくなれば、センサは無価値になってしまいます。
バッテリー寿命を延ばす最も単純な方法は、より大型で容量の大きいバッテリーを使用することです。しかし、顧客が求めるのは、小型でありながら、大量のデータ送信が可能で、ローカルインテリジェンスやデータクランチング、つまりデータ処理や抽出などの機能などを備えた高性能のセンサです。すなわち、顧客の期待は、バッテリー寿命の問題を解決する最も容易な方法とは対極にあります。
バッテリーを大型化する代わりに、バッテリーのエネルギーを節約する一般的な方法は、無線センサの動作をいくつかのアクティビティーに分割することです。各アクティビティーは、特定のパワーレベルを指定された時間だけ必要とします。センサは必要なアクティビティーにエネルギーを使用した後で、消費電力が少ないアイドルやスリープなどのモードに移行します。
デザインエンジニアは、バッテリーサイズと無線センサの機能のバランスを取って、小さいバッテリーから最高の性能を引き出すとともに、バッテリー交換の間隔を十分長くする必要があります。そのためには、従来の測定手法では得られない、バッテリー寿命と電流ドレインに関する詳細な知識が必要です。
このアプリケーションノートでは、バッテリー寿命の正確な判定に関する課題、電流ドレイン測定の複雑性、一般的な測定手法の制限について説明した後、より正確で詳細な電流およびエネルギードレイン解析が可能な新しいソリューションを紹介します。