Prueba de consumo de un nodo

Uno de los aspectos que caracterizan a nuestros dispositivos es el bajo consumo que presentan durante su funcionamiento. Para conseguir la mayor eficiencia posible, trabajamos en dos campos fundamentales: los controladores y los sensores. Respecto a los controladores instalados en nuestros dispositivos, siempre tratamos de seleccionar aquel que mejor se adapte a las necesidades de cada aplicación garantizando así la mejor eficiencia posible. En los que respecta a los sensores, empleamos sensores de bajo consumo, los cuales dormimos mientras no están en funcionamiento consiguiendo así preservar la batería el máximo posible.

Para evaluar el correcto funcionamiento de nuestros dispositivos, hemos realizado una prueba de consumo. Para ello, hemos seleccionado un micro controlador “Moteino” el cual destaca por su alta eficiencia. Para completar el nodo, se ha acoplado el módulo LoRa formado por el chip RN2483 para poder establecer la comunicación con el gateway. Como sensores, se ha decidido emplear los sensores D5TE y D10HS los cuales son empleados comúnmente en agricultura para medir datos de humedad, temperatura y conductividad de la tierra.

Para realizar el experimento, el nodo se ha configurado para tomar medidas cada 2 minutos siendo este un ritmo muy superior al que tendría en condiciones normales. Para ahorrar el máximo de batería posible, en los intervalos en los que el nodo no está funcionando, los distintos componentes pasan a modo “sleep” mediante el cual se consigue bajar el consumo drásticamente preservando aún más la carga de la batería.

En lo que respecta a la batería, para alimentar el dispositivo se ha decidido emplear una batería de litio con un voltaje nominal de 3.7V. Para nuestros nodos, se ha optado por este tipo de baterías puesto que con ellas se consigue una gran densidad de carga con un peso y tamaño muy reducido.

Durante el funcionamiento del dispositivo, se han tomado medidas del voltaje suministrado por la batería de forma periódica. De este modo, podemos estimar el estado de carga de la misma así como el tiempo que puede funcionar el dispositivo sin necesidad de mantenimiento ni cambio de batería. A continuación se ha representado en una gráfica los valores de voltaje medidos frente al número de días que ha estado en  funcionamiento el dispositivo. 

Como puede verse en el gráfico, el voltaje suministrado por la batería decrece rápidamente durante los primeros días. En cambio, a medida que nos vamos acercando al voltaje nominal de la batería, la curva decrece más lentamente hacia dicho valor. Una vez que el voltaje baje del valor nominal de la batería, decrecerá drásticamente. Este comportamiento, es típico de las baterías de litio.

Durante el experimento, se han realizado más de 30000 medidas lo que garantiza que, durante su funcionamiento en el campo,  nuestro dispositivo puede operar durante un año entero sin necesidad de cambio de batería.