В настоящее время я использую два nRF24L01+ (радиопередатчики 2,4 ГГц) вместе с двумя AVR для создания системы доступа без ключа. Моя проблема заключается в сроке службы батареи при использовании батареи CR2032 для питания ключа.
Ключ будет спать до тех пор, пока не будет получен сигнал от другого устройства, а затем проснется и ответит.
ВЧ-модули имеют режим отключения питания, в котором они потребляют около 900 нА, что было бы идеально. Проблема в том, что когда модуль находится в спящем режиме, он не слушает никаких сигналов и, следовательно, не отправляет необходимое IRQ для пробуждения AVR.
Если я переведу модуль в режим ожидания, он может вызвать IRQ, но, к сожалению, он потребляет около 26 мкА, что слишком много.
Существует ли радиочастотный приемник, способный прослушивать сообщения и отправлять IRQ при потреблении менее 10 мкА? Скорость передачи данных на самом деле не имеет значения, поскольку ее можно использовать только для пробуждения AVR, а все остальное сделает nRF. Диапазон должен быть не менее 3 м (9 футов).
Возможно, кто-то знает, как производители автомобилей решили эту проблему?
Короткий ответ — нет, такого радиомодуля нет. Обратите также внимание, что два доступных режима ожидания не могут ничего принимать, они просто обеспечивают более быстрый запуск, чем это возможно в спящем режиме.
Чтобы обнаружить входящие пакеты, вам нужно находиться в режиме RX, поэтому минимум 12,6 мА. Ясно, что вы не можете оставаться в этом режиме все время. Вам нужно периодически проводить опрос. Вы можете просыпаться раз в две секунды на несколько миллисекунд. Передатчик должен будет отправить 2-секундную преамбулу перед каждым пакетом. Даже в этом случае батарея не протянет очень долго.
Чтобы решить эту проблему, в автомобильных системах доступа без ключа используются два отдельных радиоприемника. Первый — это очень низкочастотный (например, 145 кГц) радиопередатчик, встроенный в автомобиль, который работает как бесконтактные системы NFC/RFID. Когда пользователь прикасается к дверной ручке, машина посылает импульс, который фактически питает приемник в ключе, и, таким образом, ключ не должен постоянно питать что-либо или, по крайней мере, может делать это при сверхнизких токах. Как только этот сигнал пробуждения получен, автомобиль и ключ переключаются на радиостанцию ISM-диапазона, обычно 433 МГц, и выполняют все необходимые проверки безопасности.
Воспроизвести это более чем на 3 м будет настоящей натяжкой. Автомобильные системы преднамеренно имеют очень малый радиус действия, поэтому люди не могут украсть вашу машину, пока вы ее заправляете.
Система доступа без ключа должна посылать преамбулу/код регулярными пакетами, которые ключ просыпается и прослушивает. РЧ-модуль ключа большую часть времени должен находиться в режиме отключения питания вместе с процессором.
Например, системы доступа без ключа отправляют «пинг» каждую 1 мс, ключ может просыпаться каждые 200 мс и прослушивать сигнал в течение 2 мс, и если слышит пинг, отвечать. Вы можете поиграть с периодами, чтобы получить лучшее время автономной работы и скорость отклика, которые вам нравятся. Только с этими цифрами период, на котором сейчас находится ключ, был сокращен до 1%. Вместо этого он просыпается каждые 1000 мс, а ключ включен на 0,2%, но для срабатывания ключа требуется не менее 1 секунды.
Очевидно, вам нужно будет использовать какую-либо форму счетчика с низким энергопотреблением на вашем микро, есть ли у него маломощный RTT или RTC? Или вы можете использовать WDT, чтобы разбудить его, проверить радиосвязь, а затем снова заснуть?
Радио CC1101 должно потреблять 0,5 мкА в спящем режиме Wake on Radio (WOR).
См. раздел 4.1 технического описания .
Благодаря Крису Страттону я понял, что пропустил необходимость периодического пробуждения магнитолы, из-за чего CC2500 потребляет в зависимости от условий от 6,3 мкА до 544,5 мкА, см. Потребление тока для опрашивающего приемника .
Вы можете использовать сборщик радиочастотной энергии на основе диода Шоттки (HSMS-285 или аналогичный) для пробуждения вашего MCU. Проблема в том, что на частоте 2,4 ГГц вы получите много ложных сигналов.
Лиор Билия