Low power design
Low power betyder for os virkelig lavt strømforbrug. Ikke bare mikroampere, men helt ned i nanoampere, når applikationen kræver det. Det kræver, at hardware og embedded software designes som én samlet løsning, så produktet kun bruger energi, når det faktisk har noget at lave.
Low power design
Hele produktets arkitektur bygget omkring energi
Low power design handler ikke bare om at vælge en processor med et lavt strømforbrug. Hvis et produkt skal fungere i årevis på et lille batteri eller måske leve af den energi, det selv kan høste fra omgivelserne, skal hele produktets arkitektur bygges omkring energi.
Ned i nanoampere
Når applikationen kræver det
Hardware + software
Designet som én samlet løsning
Power budget
Beregnet, og målt undervejs
Energy harvesting
Energi fra solceller og omgivelserne
For os betyder low power virkelig low power
Hos Move har vi gennem årene udviklet mange batteridrevne produkter, og for os betyder low power virkelig low power. I de mest krævende designs arbejder vi ikke kun med gennemsnitsforbrug i mikroampere. Vi ser helt ned i nanoampere på de dele af produktet, der kan og skal være lukket ned, når de ikke bruges.
Hardware og software som én løsning
Det kræver meget tæt samarbejde mellem hardware og embedded software. Hardwaren kan være designet med komponenter, der har ekstremt lave sleep currents, men hvis firmwaren vækker processoren unødigt eller efterlader en periferienhed aktiv, forsvinder fordelen hurtigt. Omvendt kan selv den mest optimerede firmware ikke kompensere for et hardwaredesign, hvor sensorer, regulatorer eller pull-up kredsløb konstant bruger strøm.
Det starter med applikationen
Derfor starter low power design med en detaljeret forståelse af applikationen. Hvad skal produktet gøre? Hvor ofte skal det måle? Hvor ofte skal det kommunikere? Hvor hurtigt skal det reagere på en hændelse? Kan en sensor være slukket det meste af tiden? Skal radioen være permanent tilgængelig, eller kan den kun aktiveres ved behov?
Det centrale spørgsmål er hele tiden: Hvad skal være tændt hvornår?
Power domains og deep sleep
Et intelligent low power design kan bestå af flere power domains, hvor forskellige dele af elektronikken forsynes separat og kan slukkes helt. Processoren kan tilbringe størstedelen af tiden i deep sleep, mens en ultra-low-power funktion overvåger omgivelserne og kun vækker resten af systemet, når der faktisk sker noget relevant.
Radioen er ofte den største forbruger
Det samme gælder connectivity. En radiosender er ofte en af de største strømforbrugere i et batteridrevet produkt. Derfor kan det være langt mere effektivt at opsamle data lokalt, behandle den og kun sende små pakker med relevant information. Hvor ofte Bluetooth, LoRaWAN, LTE-M, NB-IoT eller en anden radio skal aktiveres, kan have enorm betydning for den endelige batterilevetid.
Et power budget for hver tilstand
Der arbejdes derfor med en egentlig power budget, hvor forbruget for produktets forskellige tilstande analyseres. Hvor meget strøm bruges under måling, beregning, kommunikation og sleep? Hvor længe befinder produktet sig i hver tilstand? Det giver mulighed for at beregne en realistisk batterilevetid og identificere, hvor de største forbedringer kan findes.
Nye produktmuligheder
Low power åbner samtidig for helt nye produktmuligheder. Et produkt uden kabel kan placeres steder, hvor installation ellers ville være dyr eller umulig. En trådløs sensor kan monteres på eksisterende udstyr uden at ændre installationen. Og hvis strømforbruget bliver lavt nok, kan energien i nogle applikationer høstes direkte fra omgivelserne.
Energy harvesting og solceller
Vi har blandt andet arbejdet med produkter, der bruger solceller som egen energikilde. Med meget lavt strømforbrug kan selv begrænsede energikilder blive interessante. Det kan i nogle tilfælde være små solceller, der høster energi fra indendørs lys, eller andre former for energy harvesting. Her ændrer designopgaven sig fra at spørge, hvor stort batteriet skal være, til at balancere den energi produktet bruger med den energi, det kan hente fra omgivelserne.
Målt gennem hele udviklingen
Det stiller ekstra krav til både hardware, software, energilagring og produktets brugsmønster. Derfor tester og måler vi strømforbruget gennem udviklingen og sammenholder de faktiske målinger med det beregnede power budget.
Årevis på batteri
Målet er ikke bare et produkt med lavt strømforbrug på databladet. Målet er et produkt, der i den virkelige applikation kan fungere i årevis på batteri eller måske blive næsten energimæssigt selvforsynende.
Ofte stillede spørgsmål
Hvad betyder low power design?
Low power design betyder, at hele produktet optimeres til lavt energiforbrug. Det omfatter hardware, embedded software, sensorer, connectivity, strømforsyning og produktets måde at arbejde på.
Hvor lavt strømforbrug kan I arbejde med?
Det afhænger af produktet, men i krævende designs arbejder vi med sleep-forbrug helt ned i nanoampere, når komponenter og arkitektur gør det muligt.
Hvordan opnår man flere års batterilevetid?
Ved at minimere den tid, produktets strømkrævende funktioner er aktive. Processorer, sensorer, radioer og andre dele kan ofte være i sleep eller helt slukket størstedelen af tiden.
Kan et produkt fungere på energy harvesting?
Ja. Hvis energibehovet er lavt nok, kan solceller eller andre energikilder i omgivelserne bruges til at supplere eller i nogle tilfælde helt erstatte traditionel strømforsyning.
Hvorfor skal hardware og software udvikles sammen?
Fordi energiforbruget afhænger af begge dele. Hardwaren skal kunne lukke funktioner ned effektivt, mens softwaren skal styre præcist, hvornår de vækkes og bruges.
Måler I det faktiske strømforbrug under udviklingen?
Ja. Beregninger og databladsværdier er et godt udgangspunkt, men det faktiske produkt skal måles. Vi bruger målingerne til at validere power budgettet og optimere både hardware og software.
Skal vi gøre din idé til virkelighed?
Teknisk udvikling kræver mere end gode idéer — det kræver de rigtige kompetencer. Vi har samlet hardware, software og ingeniørekspertise under ét tag, så du kommer hurtigt og sikkert fra prototype til produktion.
Ræk ud til os →