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DECT Ultra Low Energy könnte Bluetooth und ZigBee ernsthaft Konkurrenz machen

SmartPulse für jahrelangen Funkbetrieb

8. November 2011, 14:12 Uhr | Willem Ongena

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Lange Batteriestandzeit dank 5 Millicoulomb pro Ereignis

Das Stromsparkonzept von DECT ULE basiert darauf, dass der Funkknoten im Normalfall in einem Stromsparmodus arbeitet, der nur noch die notwendigen Funktionen aufrecht erhält (sleep mode). In diesem Modus nimmt der Chipsatz 3 µA aus einer 3-V-Quelle auf.

Ein zyklischer oder ereignisgesteuerter Weckruf (zum Beispiel bei einem Alarm) unterbricht diesen Stromsparbetrieb: Der Funkknoten sendet ein kurzes Telegramm oder er schaltet auf Empfang um festzustellen ob die Basisstation ein Anliegen hat. Eine solche Unterbrechung dauert mindestens 20 ms. Im ungünstigsten Fall ist der Funkknoten 377 ms in Betrieb. Im Durchschnitt ist nach Angaben von Dialog mit 53 ms zu rechnen. Während der Unterbrechung entnimmt die Schaltung der Batterie deutlich mehr als 3 µA. Weil der Strom aber nicht kontinuierlich fließt, ist eine Betrachtung der für den Betrieb zusätzlich benötigten Ladung zweckmäßiger. Das Minimum für einen Zyklus liegt bei 2,5 mC (Millicoulomb), das Maximum bei 35 mC. Im Durchschnitt fließt in einem aktiven Zyklus 5 mC an Ladung ab.

Wie lange nun die Batterie hält, hängt sehr entscheidend von der Zahl der aktiven Zyklen ab, also von der Periodendauer des Wecksignals oder der Häufigkeit anderer aktivierender Ereignisse. Im asynchronen Modus kann man diese Zeit beliebig einstellen, in der Praxis zwischen 120 und 600 s. Geht man beispielsweise von durchschnittlich sechs Ereignissen pro Stunde aus (also alle zehn Minuten), fließt alle 600 s ein zusätzliche Ladung von 5 mC ab. Das sind umgerechnet durchschnittlich 8,3 µC/s also 8,3 µA. Daraus ergibt sich ein durchschnittlicher Stromverbrauch von 11,3 µA. Pro Jahr sind das 11,3 x 8766 µAh = 99,055 mAh. Geht man davon aus, dass eine handelsübliche Mikrobatterie (AAA) nach Abzug der Selbstentladung mehr als 1000 mAh Nutzladung bereit stellt, erreicht man mehr als zehn Jahre Batteriestandzeit.

Wählt man die Intervalle kürzer, steigt natürlich der Strombedarf und die Batterie hält entsprechend kürzer. Unterhalb einer Zykluszeit von 120 s (zwei Minuten) empfiehlt sich der DECT-ULE-Synchronbetrieb, weil dann die durchschnittliche Betriebsdauer kürzer ausfällt. Man kann dann sogar alle 20 s ein Ereignis behandeln und erreicht trotzdem eine Batteriestandzeit von vier Jahren.