如何估算BLE模块的功耗？

Question

我正在为具有BLE模块的设备编写iOS应用程序，该模块在连接时以一致的方式通告几个字节的数据。我们正在尝试估算BLE模块的功耗，以便我们估算设备的电池寿命。我已经搜索了SO和Google正在寻找合适的方法来估算这一点，但我还是空了。有没有办法获取正在发送的字节数，乘以数据发送的频率，并得出功耗的粗略近似值？

Answer 1

典型的BLE SoC（即一体化应用+无线电芯片）通常消耗：

• 沉睡时几百nA，
• 2到10μA，而RTC跟踪时间（广告或连接时无线电事件之间需要），
• CPU或无线电运行时10至30 mA（计算数据，TX，RX）。 RX和TX的功耗大致相同。

BLE外设的寿命基本上由3个主要状态组成：

1. 闲置（不是广告，没有连接）。大多数人会告诉你的设备是关闭的。除非它有物理电源开关，否则它仍会消耗几百纳安。

2. 广告（在连接发生之前）。外围设备需要每50 ms运行大约5 ms。这是您的设备实际使用大部分电量的时间，因为广告需要经常发送许多数据包。平均功耗在1-10 mA范围内。

3. 连接。在这里，消费取决于应用。如果应用程序大部分处于空闲状态，则需要定期唤醒外设，并且每次都必须发送数据包以保持连接处于活动状态。即使外设没有任何有用的发送，仍然会发送空数据包。副作用：这意味着低占空比应用基本上是免费传输数据包。

所以要真正回答你的问题：

• 有效负载的长度不是问题（只要你保持数据包短路）：我们谈论的是每位传输1μs以上，而其余的处理（唤醒，接收主机）数据包等让我们在至少200μs内保持清醒;

• 你实际上称之为“连续”是关键点。是5赫兹吗？ 200赫兹？ 3 kHz？

假设我们以5 Hz的速率发送数据。功率估计每秒约为5个连接事件，每个连接事件大约2 ms CPU +无线电，因此每秒运行10 ms。平均消耗：200μA（.01 * 20 mA + .99 *5μA）

此计算不考虑某些参数：

• 你应该增加传感器的消耗量（陀螺仪/加速度计可以吃几毫安），
• 您应该考虑板载通信（i2c，SPI等），
• 如果您的设计实际上使用了两个芯片（一个用于与无线电模块通信的应用程序），那么消耗将大致翻倍。