Variabilidade dos padrões atuais entre módulos de transmissão e recepção em módulos LoRa de baixa potência

Os módulos LoRa são módulos de comunicação sem fio usados ​​para comunicação sem fio de longa distância em aplicações como Internet das Coisas (IoT), monitoramento remoto e cidades inteligentes. Os requisitos atuais para módulos de transmissão e recepção em módulos LoRa são determinados com base nas necessidades da aplicação e no desempenho do módulo. Normalmente, a corrente de recepção e a corrente de transmissão são detalhadas nas especificações técnicas do módulo. Cada um deles tem seus próprios padrões.

Para módulos LoRa comuns, os seguintes requisitos padrão para correntes de recepção e transmissão são frequentemente encontrados:

Requisitos de corrente do módulo de transmissão:  Os requisitos de corrente de transmissão são geralmente mais altos em comparação com os requisitos de corrente de recepção porque a transmissão requer mais energia elétrica para atender à saída de energia. Os requisitos de corrente de transmissão normalmente variam de dezenas de miliamperes a várias centenas de miliamperes. Os requisitos específicos de corrente de transmissão dependem da potência de transmissão do módulo, frequência operacional e outros parâmetros técnicos. Em geral, uma corrente de transmissão mais alta resulta em maior consumo de energia durante a transmissão. Portanto, ao selecionar um módulo de transmissão, o foco está principalmente no consumo de energia de transmissão e nos requisitos de corrente.

Requisitos de corrente do módulo de recepção:  Em geral, os módulos LoRa têm requisitos de corrente de recepção mais baixos, geralmente variando de alguns miliamperes a dezenas de miliamperes. Os requisitos específicos de corrente de recepção dependem da frequência operacional do módulo, da sensibilidade de recepção e de outros parâmetros técnicos. Uma corrente de recepção mais baixa leva a um menor consumo de energia quando o módulo está no modo de espera. Os módulos de recepção também prestam atenção à magnitude da corrente de sono (corrente estática). Reduzir a corrente de suspensão é essencial, especialmente para aplicações alimentadas por bateria. Ao reduzir a corrente de suspensão, os dispositivos podem entrar num estado de baixo consumo de energia quando a comunicação ou o processamento de tarefas não são necessários, minimizando assim o consumo da bateria.

Para módulos de recepção de baixo consumo de energia, muitas vezes há uma compensação entre consumo de energia e desempenho, como o tempo de resposta. Módulos de baixo consumo de energia requerem mais tempo para ativar o microcontrolador. Tanto o consumo de energia quanto o tempo de despertar podem ser balanceados usando osciladores de cristal (XOscillators).

Em geral, módulos de recepção de baixa potência e bom desempenho têm requisitos de corrente de suspensão que variam de vários microamperes a dezenas de miliamperes.

Vamos pegar o módulo LoRa de baixa potência da série LoRaCC68 como exemplo para explicar o módulo de transmissão e os requisitos de corrente do módulo de recepção, correspondendo à potência de transmissão, frequência de operação, sensibilidade de recepção e valores de corrente de suspensão.

Os módulos sem fio da série LoRaCC68 são módulos de baixo consumo de energia desenvolvidos pela NiceRF. O módulo possui um oscilador de cristal de 64kHz integrado e pode ativar o microcontrolador em situações de baixa potência. O módulo obteve as certificações CE e FCC e é de valor de referência. Os dados atuais detalhados para cada módulo são mostrados na tabela abaixo (a tensão operacional é 3,3V, a sensibilidade de recepção é -129dBm e a potência máxima de saída é 22 dBm ou 160mW).

Na tabela acima, pode-se observar que a corrente de transmissão no módulo de transmissão do módulo LoRaCC68 é significativamente afetada pela frequência operacional; frequências mais altas resultam em corrente mais alta. A corrente de recepção no módulo de recepção está relacionada ao oscilador de cristal; o oscilador de cristal passivo tem uma corrente de recepção inferior a 5mA.

A magnitude da corrente de suspensão está relacionada ao método de inicialização, com partidas a quente tendo correntes de suspensão ligeiramente mais altas do que partidas a frio. Além disso, a corrente de suspensão do modo STDBY_RC é geralmente um pouco mais alta do que em outros modos de fonte de relógio porque o oscilador RC externo requer alguma corrente para fornecer um sinal de relógio. Em contraste, o uso de outras fontes de relógio, como osciladores de cristal ou TCXOs (osciladores de cristal com compensação de temperatura), pode atingir uma corrente estática mais baixa.

Concluindo, nos módulos LoRa, a corrente de transmissão do módulo de transmissão e a corrente de recepção do módulo de recepção variam com base em fatores como potência de transmissão, frequência operacional, sensibilidade de recepção e modo de oscilação. Módulos de baixa potência normalmente têm requisitos de corrente de suspensão que variam de vários microamperes a dezenas de miliamperes, e o valor específico depende do método de inicialização e do oscilador usado.