Forum: HF, Funk und Felder Suche Funkmodul mit niedrigem RX Strom


von Christian (dragony)


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Hiho.

Vielleicht gibts sowas ja derzeit einfach nicht, aber wenn da heute 
irgendwo "ultra low rx current" dransteht, sind immernoch einige mA 
gemeint. Wenn man so ein Teil aber mit zwei AA Batterien 2 Jahre lang 
laufen lassen will, sind da höchstens 300uA tolerierbar.

Ist sowas einfach nicht möglich, oder habe ich das richtige Funkmodul 
nur nicht gefunden?

Es sollte schon so eine Reichweite von 50 Metern haben. Wieviel Strom 
das Teil im TX braucht, ist mir egal.

: Verschoben durch Moderator
von Rainer W. (rawi)


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Christian schrieb:
> Wenn man so ein Teil aber mit zwei AA Batterien 2 Jahre lang laufen
> lassen will, sind da höchstens 300uA tolerierbar.

Du wirst den Empfänger zwischendurch abschalten müssen, wenn du auf 
einen mittleren Stromverbrauch von 300uA kommen möchtest. Die 
Gegenstation muss dann entweder wissen, wann der Empfänger aktiv ist 
oder die Aussendung muss so angelegt sein, dass der Empfänger trotz 
Empfangspausen die Daten mitbekommt.

von Georg G. (df2au)


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Christian schrieb:
> Es sollte schon so eine Reichweite von 50 Metern haben.

Die Reichweite wird bestimmt durch Sendeleistung, Antennengeometrie, 
Frequenz, Bandbreite, Modulationsverfahren, Topografie und auch durch 
die Empfänger Empfindlichkeit.
Du musst also schon etwas mehr Daten spendieren, wenn du eine belastbare 
Empfehlung möchtest.

von Harald A. (embedded)


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Den Begriff, den Du vermutlich suchst, ist "wake-on-radio"

Vereinfacht gesagt schaut das Empfängermodul in periodischen Abständen 
nach einer Signatur auf dem Kanal. Falls diese gefunden wird schaltet 
sich der Empfänger für eine etwas längere Zeit ein. Wie gesagt, stark 
vereinfacht.

Schön zu beobachten bei Funk-Rauchmeldern. Bei einem (Probe-)Alarm 
kommen die anderen RM mit deutlicher Verzögerung an den Start.

Ansonsten ist der Stromverbrauch beim Empfang i.d.R. recht hoch, nahe am 
Sendestrom. Ich habe schon Module gesehen, bei denen der Stromverbrauch 
beim Senden sogar etwas geringer war.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Harald A. schrieb:
> Ich habe schon Module gesehen, bei denen der Stromverbrauch beim Senden
> sogar etwas geringer war.

Beim Senden hängt die Stromaufnahme von der Sendeleistung ab. Je nach 
dem, wie mickrig die ist, kann man den Empfänger eventuell unterbieten, 
klar.

Bei einem Detektorempfänger, der gar keine Stromaufnahme besitzt - 
allerdings sonst auch über keine höheren Fähigkeiten verfügt - wird das 
allerdings schwierig ;-)

: Bearbeitet durch User
von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Der STM32WL33 hat einen Low Power Radio Wakeup welcher 4uA braucht und 
mit einem speziellen OOK-Datenpaket den Controller wecken kann. Die 
Empfindlichkeit des Wakeup ist aber nur -50dB. Die Sendeleistung ist 
20dB. Ist wohl zu wenig für 50m. Vielleicht mit einem Vorverstärker die 
Empfindlichkeit erhöhen? Repeater dazwischen bauen?

Man muss natürlich auch beachten dass die Sendeleistung gesetzlich 
begrenzt ist, weshalb man nicht einfach den Sender beliebig stark machen 
kann.

Wären Richtantennen eine Option?

: Bearbeitet durch User
von Uwe B. (Firma: TU Darmstadt) (uwebonnes)


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Niedrige Rauschen braucht hohen Strom. Z.b. bei LoraWan wird nur in 
kurzen Fenstern nach dem Senden der Empfang eingeschaltet. Ist Dein 
Problem evt auch mit kurzen Empfangsfenstern anzugehen?

von Christian (dragony)


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Uwe B. schrieb:
> Niedrige Rauschen braucht hohen Strom. Z.b. bei LoraWan wird nur in
> kurzen Fenstern nach dem Senden der Empfang eingeschaltet. Ist Dein
> Problem evt auch mit kurzen Empfangsfenstern anzugehen?

Ist dieses "receive after send" eine patentierte lora erfindung oder 
gibts das schon ewig und darf frei verwendet werden?

von Rolf (rolf22)


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Rainer W. schrieb:
> Die
> Gegenstation muss dann entweder wissen, wann der Empfänger aktiv ist
> oder die Aussendung muss so angelegt sein, dass der Empfänger trotz
> Empfangspausen die Daten mitbekommt.

Oder die Gegenstation sendet stur in festgelegten Intervallen und der 
Empfänger benutzt eine Uhr zum Aufwachen.
Damit das über längere Zeit synchron bleibt, kann der Empfänger ein 
Zeitfenster öffnen und messen, an welchem Punkt im Fenster das 
Sendesignal ankommt. Das nächste Zeitfenster öffnet er dann ggf. etwas 
verschoben, d. h. er justiert seine Uhr.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Christian schrieb:
> Vielleicht gibts sowas ja derzeit einfach nicht

UHF kostet halt Strom, auch im Empfänger. Der Sender wird zwar (bei 
hinreichend hoher Sendeleistung) oft mehr Strom brauchen, aber da er 
meist nur sehr kurz sendet, spielt das gar nicht so sehr die Rolle.

Da die Antennen in der Regel auch nur die Größe eines Daumennagels haben 
sollen :), kommt aber auch kaum was anderes als UHF in Frage.

Die Auflösung des Knotens haben ja meine Vorredner schon hinreichend 
beschrieben: die Empfangs-Zeiten müssen irgendwie zu den Sende-Zeiten 
passen, mit möglichst geringem Overhead.

von Carsten S. (dg3ycs)


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Hi,

Christian schrieb:
> Es sollte schon so eine Reichweite von 50 Metern haben. Wieviel Strom
> das Teil im TX braucht, ist mir egal.

Wie oft wird denn gesendet?
Alle paar Sekunden oder eher alle paar Tage/Stunden?

Bei Systemen mit seltenen Sendeereignissen (1-2/h und seltener) habe ich 
schon öfter die Methode eingesetzt das der Sender sein Einsekündiges 
Telegramm einfach 60* wiederholt.

Der RX bleibt dann immer 28s im Sleep (sogar DeepSleep beim µC, wecken 
durch WDT-Reset) wacht dann für ein paar ms auf, schaut ob ein Signal 
über RSSI Schwellwert anliegt und wenn nicht legt er sich wieder 
schlafen.
Maximale Stromersparniss auf RX Seite und jedes Sendesignal hat 
zumindest zwei Chancen erkannt zu werden.

(Wenn ein Signal anliegt wird natürlich versucht zu dekodieren, ist dann 
ein etwas komplexerer Ablauf damit einerseits wirklich alles versucht 
wird, andererseits ein Störsignal auf der Frequenz nicht die Batterie 
leert)

Kommt halt alles auf die Anwendung an.
Und natürlich muss man die Frequenz passend wählen. Sich anschauen ob es 
eine DutyCycle Regelung gibt und wenn ja wie der Bewertungszeitrahmen 
definiert ist.

Gruß
Carsten

: Bearbeitet durch User
von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Carsten S. schrieb:
> das der Sender sein Einsekündiges Telegramm einfach 60* wiederholt.

Carsten S. schrieb:
> wacht dann für ein paar ms auf

Könnte schwierig mit dem Duty Cycle auf den SRD Bändern werden.

von Christian (dragony)


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Carsten S. schrieb:
> Hi,
>
> Christian schrieb:
>> Es sollte schon so eine Reichweite von 50 Metern haben. Wieviel Strom
>> das Teil im TX braucht, ist mir egal.
>
> Wie oft wird denn gesendet?

Unklar. Wenn ich z.B. eine Türklingel bastle, sollte die Latenz zwischen 
Ereignis und Remote-Empfang nicht grösser als 500ms sein. Klingeln 
sollte man auch immer können. Es sollte kein Schild dranstehen "Achtung, 
Klingel funktioniert nur zu jeder vollen Stunde!" :p

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Christian schrieb:
> Ist sowas einfach nicht möglich,

Doch, es hängt von der Leistung des Senders ab.

Detektorempfänger gingen ohne Batterie, Handyklingelmelder hatten 
Knopfzellen für Jahre, RF Tags werden aus der Sendeenergie gespeist.

Da dir die Sendeleistung egal ist, kannst du so was basteln, nur passt 
das wohl nicht in den Frequenzbelegungsplan.

Aber wenn ein verstärkender Empfänger dauernd hören muss, fliesst 
dauernd Strom, das geht in jedem Fall auf die Batterie. Batteriebetrieb 
z.B. von Haustürfunkklingeln hält kaum 6 Monate.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Christian schrieb:
>> Wie oft wird denn gesendet?

> Unklar.

Dann ist auch die Lösung deines Problems unklar.

> Wenn ich z.B. eine Türklingel bastle, sollte die Latenz zwischen
> Ereignis und Remote-Empfang nicht grösser als 500ms sein.

Das ist ja auch kein Thema. Es genügt doch völlig, wenn du aller 100 ms 
aufwachst und dabei das Timing koordinierst. Außerdem ist deine 
Türklingel ein schlechtes Beispiel: der Empfänger hat hier problemlos 
"Strom aus der Steckdose", und der Sender muss ja nur kurz aktiv werden, 
dessen Batterien können folglich Jahre halten.

von Carsten S. (dg3ycs)


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Niklas G. schrieb:
> Carsten S. schrieb:
>> das der Sender sein Einsekündiges Telegramm einfach 60* wiederholt.
>
> Carsten S. schrieb:
>> wacht dann für ein paar ms auf
>
> Könnte schwierig mit dem Duty Cycle auf den SRD Bändern werden.

Genau deshalb schrieb ich ja ausdrücklich:

Carsten S. schrieb:
> Und natürlich muss man die Frequenz passend wählen. Sich anschauen ob es
> eine DutyCycle Regelung gibt und wenn ja wie der Bewertungszeitrahmen
> definiert ist.

Es gibt Frequenzen mit und welche ohne DC regelung.
Und es gibt welche da darf man mit DC-Begrenzung und/oder 
Kollisionsvermeidungsverfahren deutlich mehr leistung nutzen, aber bei 
kleiner Leistung (z.B. bis zu 10mW) ohne DC Begrenzung arbeiten.
Ohne viele Hindernisse reichen 10mW für weit weit mehr als 50m.
Aber vom Dach zum Keller eines Einfamilienhauses mit soliden 
Betonetagenböden kann das selbst für kleine Datenraten schon sehr eng 
werden.

ISt tatsächlich alles Frequenz- und auch Anwendungsabhängig.

Christian schrieb:
> Unklar. Wenn ich z.B. eine Türklingel bastle, sollte die Latenz zwischen
> Ereignis und Remote-Empfang nicht grösser als 500ms sein. Klingeln
> sollte man auch immer können. Es sollte kein Schild dranstehen "Achtung,
> Klingel funktioniert nur zu jeder vollen Stunde!" :p

Genau deshalb wurde ja nach der Anwendung gefragt.
Es gibt kein UniversalSupermodul das für alles passt sondern man sucht 
sich eines aus das die für die Anwendung wichtigen Parameter am besten 
erfüllt.
Und entwickelt dann so das man mit den Möglichkeiten trotzdem die meiste 
Zeit im sparsamen Sleep verbringen kann.
Bei der Forderung max 500ms Latenz wurde ich ein Modul mit halbwegs 
schneller Aufwachzeit nehmen und z.b. alle 240ms aus dem Sleep aufwachen 
und auf Signale prüfen.
Das module sollte (auch) einen Stromsparenden Sleep-Modus mit Erhalt der 
Registerinhalte haben. Das spart Zeit und sorgt für eine viel schnellere 
Umschaltung.
Sleep-Modi ohne Registerdatenerhalt sind zwar noch stromsparender, aber 
bei häufigen Wecken kann dann die zusätzliche Betriebszeit die 
Ersparnisse wieder auffressen. Muss man halt Abwägen.
Und alleine schon dieses eine Beispiel zeigt warum man sich immer den 
konkreten Fall anschauen muss.

Gruß
Carsten

von Vanye R. (vanye_rijan)


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> Es sollte schon so eine Reichweite von 50 Metern haben. Wieviel Strom
> das Teil im TX braucht, ist mir egal.

Wasch mich aber mach mich nicht nass? Wenn du eine gewisse Entfernung
ueberbruecken willst dann musst du eine gewisse Sendeleistung haben
und das braucht einen gewissen Strom.
Du kannst aber natuerlich einen mittleren Strom von 300uA erreichen
indem du nur selten genug sendest.

Und ich meine mich dunkel zu entsinnen das 50Meter noch mit
Bluetooth moeglich sein soll.


Vanye

von Rainer W. (rawi)


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Christian schrieb:
> Unklar. Wenn ich z.B. eine Türklingel bastle, sollte die Latenz zwischen
> Ereignis und Remote-Empfang nicht grösser als 500ms sein. Klingeln
> sollte man auch immer können.

Bei einer Türklingel hat man i.d.R. auch kein Problem mit der 
Stromversorgung des Empfänger.
Sonst hilft ein anständiger, handbedienter Gong - ganz ohne Strom ;-)

Vanye R. schrieb:
> Und ich meine mich dunkel zu entsinnen das 50Meter noch mit
> Bluetooth moeglich sein soll.

Kommt eben drauf an welche Sendeleistung und welche Umgebung:
https://de.wikipedia.org/wiki/Bluetooth#Klassen_und_Reichweite

: Bearbeitet durch User
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