Balise de localisation alimentée sur piles utilisant SigFox – Mesures de consommation (10,13)

Dernière minute : pour accéder à des informations plus à jour, vous pouvez désormais suivre en temps réel l’actualité de nos balises connectées sur notre nouveau site techno wwww.philoc.fr. Bonne visite, et merci pour votre intérêt. Phil.

 

La suite du feuilleton « SIGFOX-GPS »

Pour ceux qui suivent le feuilleton commencé avant l’été, nous nous étions quittés sur un tracé de parcours Paris-Manosque avec notre balise SIGFOX – GPS. Nous l’avions publié à partir d’une carte Google Maps, en appréciant la précision de la position apportée par le module GPS, en regard de ce qui pouvait être obtenu par le service de positionnement intrinsèque de SIGFOX.

Le couple formé par le module MKRFOX1200 et le capteur GPS UBLOX NEO 6M avait ainsi pu être justifié sur le plan fonctionnel.

A la rentrée, consommons moins

Pour être alimentée à partir d’une couple de piles AA nous dotant d’une capacité de 3000 mAh minimum, notre balise se doit d’être endormie par défaut, et de savoir se réveiller périodiquement pour calculer et transmettre la position GPS.

C’est la consommation résiduelle obtenue quand la balise est endormie qui s’avère déterminante à préserver la durée de vie des piles.

Pour des raisons de compacité et de prix , nous optons pour des mécanismes d’endormissement intégrés à notre couple vedette :

  • Le module MKRFOX1200 est doté de la fonction Deep Sleep, mécanisme d’endormissement logiciel, avec réveil par timer intégré
  • Le capteur UBLOX NEO 6M peut être endormi par logiciel, au niveau d’une écriture dans un registre RXM-PMREQ, avec un réveil possible par l’UART.

Un banc de test rudimentaire pour obtenir des ordres de grandeur 

Pour se situer :

  • à gauche l’alimentation 3.3V et à droite le multimètre en série
  • Le module MKRFOX1200 est alimenté via le bornier de connexion piles
  • Le module GPS UBLOX NEO 6M est alimenté par la broche VIN du module MKRFOX1200, et dialogue via les signaux UART TX/RX.

Nous avons bien sur à disposition un module logiciel en état brouillon, mix-gps.ino, qui reste à travailler sur le fond et la forme, mais se révèle déjà comme plutôt fiable en l’état.

Des résultats de mesure instructifs

Les chiffres obtenus sans optimisation sont encourageants, dans la mesure où ils permettent de confirmer la faisabilité de nos objectifs :

  • consommation de l’ensemble en mode actif : dans la plage 70-90 mA
  • Consommation résiduelle de l’ensemble en mode attente : 11 mA, soit 272 heures/12 jours d’autonomie sur piles AA.
  • Consommation résiduelle du module MKRFOX1200 : 1,5mA, soit 2000 heures/83 jours d’autonomie sur piles AA.

Les voies à explorer

Décidément, c’est le capteur GPS, choisi pour son prix, qui grève l’autonomie :

  • On pourrait prévoir un mécanisme de coupure d’alimentation du module GPS, ou trouver un module GPS plus élaboré.
  • Dans certaines applications, on pourra certainement se satisfaire, soit d’une autonomie réduite, soit de valeurs de position fournies par SIGFOX (hors module GPS).
  • Et pourquoi pas rêver d’une évolution du MKRFOX1200 intégrant le GPS ?

Phil, le 29 août 2017.

Optimisation de la consommation du module MKRFOX1200 en mode standby

Les premiers essais d’autonomie sur piles alcalines AA ont montré une capacité effective, pour des produits d’entrée de gamme en tout cas, que la capacité attendue. Les piles de notre premier essai d’endurance avaient une capacité de l’ordre de 750 à 1000 mAh, sauf erreur de mesure.

Nous avons donc travaillé à optimiser la consommation du module MKRFOX1200 avec trois axes de progrès :

  • La mise à niveau de la librairie Arduino Low Power en version 1.2.0 permet une meilleure gestion de l’USB en mode standby
  • L’appel de la function sigfox.end() avant la mise en standby permet d’endormir le module sigfox du MKRFOX1200
  • Une action en profondeur au niveau de l’initialisation, par patch sur le fichier wiring.h, a permis d’optimiser la gestion des broches en mode I/O. Avec une note d’application d’Atmel efficace pour nous guider :

http://www.atmel.com/Images/Atmel-42411-Ultra-Low-Power-Techniques-AT06549_Application-Note.pdf

Et la bonne nouvelle du soir, à partager avec vous ?

Nouveau chiffre de consommation résiduelle en mode standby ( ou deep sleep) du module MKRFOX1200 : de l’ordre de 50 micro-Ampères !

C’est maintenant la qualité de notre appareillage de mesure qui fait défaut, et c’est un très bon signe.

Phil, le 13 septembre 2017.

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