Produktauswahl und Design-In Welche Batterie ist die richtige?

Jo Brook, Farnell: »Die Erwartungen der Endverbraucher und die Zielsetzung der Entwickler klaffen bei der Auswahl der Batterie oft weit auseinander.«
Jo Brook, Farnell: »Die Erwartungen der Endverbraucher und die Zielsetzung der Entwickler klaffen bei der Auswahl der Batterie oft weit auseinander.«

Mobile Geräte wie Smart Phones kämpfen mit dem Energie-Dilemma: Immer mehr Funktionen bei immer kleineren Gehäusen. Oft schon nach wenigen Stunden gibt der Akku den Geist auf. »Doch einfach einen leistungsstärkeren Akku einzudesignen, geht nicht «, weiß Jo Brook, Product Mangager von Farnell, »denn das wird den immer kleineren Gehäusegrößen meist nicht gerecht.«

Der Trend hin zu immer größeren Displays, die prozessorintensivere Features wie Multi-Touch-Steuerungen unterstützen, ist einer der Faktoren, die die Belastung von Batterien  in vielen Handhelds vergrößern und die Auswahl der passenden Stromversorgung erschweren. »Die Erwartungen der Endverbraucher und die Zielsetzung der Entwickler klaffen hier oft weit auseinander«, berichtet Brook. Der Endverbraucher erwartet eine möglichst lange Betriebsdauer zwischen zwei Ladevorgängen. Der Entwickler muss diese Kapazität zur Verfügung stellen – allerdings damit, einfach eine größere Batterie oder einen größeren Akku zu spezifizieren, die mehr Kapazität bieten, ist oft ausgeschlossen, denn der Platz ist durch die immer kleineren Abmessungen von vorne herein begrenzt.     

»Folglich dürfen wir nicht alleine die Batterie oder den Akku im Blick haben, sondern müssen das Power-Management insgesamt betrachten«, erklärt die Produkt Managerin. Natürlich, so Brook, müsse die vorgesehene Batterie die Stromspitzen der Anwendung bewerkstelligen können, aber dennoch könne die Auswahl von energiesparenden Bausteinen, allen voran der Mikrocontroller, dabei helfen, dass letztlich eine kleinere Batterie ausreicht. Die Batterielebensdauer wird durch den durchschnittlichen Strom bestimmt, der während der gesamten Betriebsdauer entnommen wird. Hinsichtlich der Hauptbauelemente wie zum Beispiel der System-MCU setzt sich der durchschnittliche Strom aus den Strömen zusammen, die die Anwendung sowohl im Stromsparmodus als auch im aktiven Betrieb zieht. Folglich hat die Zeit, die die Applikation im jeweiligen Modus verweilt, eine bedeutende Auswirkung auf die Batterielebensdauer. »Deshalb sollte der Entwickler, über die Wahl der Komponenten mit geringeren Ruhe-, Standby- und Aktiv-Stromwerten die Energiesparmodi der Bausteine so weit wie möglich mit nutzen«, rät Brook. 

Zahlreiche Hersteller bieten mittlerweile batteriefreundliche MCUs. Sie verbrauchen nicht nur sehr wenig Strom im Sleep-Modus und im Aktivbetrieb, sondern bieten zudem häufig zusätzliche »Leerlauf-Zustände« mit reduziertem Energieverbrauch, in denen nur noch bestimmte Funktionen weiter arbeiten. Die MCU kann aus diesen Betriebsarten heraus den Betrieb wesentlich schneller wieder aufnehmen als vom vollständig heruntergefahrenen Ruhemodus. So stehen zusätzliche Möglichkeiten zur Verfügung, um Energie einzusparen,  während die Anwendung läuft.