O Efeito do Tamanho do Pacote e do Fator de Espalhamento

É claro que os dispositivos finais nem sempre estão adormecidos. No exemplo abaixo, temos um dispositivo final que envia um pacote de dados a cada 15 minutos. Vamos dar uma olhada no impacto do tamanho do pacote e do fator de espalhamento no consumo da bateria. Veremos as seguintes transmissões:

  • 4 bytes, SF7
  • 4 bytes, SF9
  • 4 bytes, SF12
  • 51 bytes, SF7
  • 51 bytes, SF9
  • 51 bytes, SF12

Como você viu no vídeo LoRaWAN Scalability Spreading Factors and Airtime, a cada passo no fator de espalhamento, o tempo no ar dobra, tornando a diferença entre SF7 e SF12 um fator de 32. 

A Tabela 1 fornece um exemplo da diferença no consumo de energia para essas diferentes transmissões ao usar uma placa típica.

Fator de propagação (Spreading Factor) Tamanho do payload (Bytes) Consumo médio de energia (mA) Duração (seg) 
Consumo básico de deep sleep  - 0,015 -
7 4 19 2.4
7 51 21 2.5
9 4 21 2.6
9 51 24 2.8
12 4 33 3.7
12 51 40 5.2
Tabela 1: Consumo de energia durante a transmissão de dados

Conforme mostrado na tabela, quanto mais tempo um dispositivo transmite dados, mais energia ele usa. Como mencionamos anteriormente, podemos calcular a vida útil da bateria quando conhecemos sua capacidade e a frequência das transmissões que o dispositivo fará.

Como exemplo, vamos calcular a duração da bateria com os seguintes parâmetros:

  • Capacidade da bateria: 500mAh
  • Frequência das transmissões: a cada 15 minutos

Para calcular a vida útil da bateria, divida a capacidade da bateria (500) pelo consumo médio de corrente por hora. O consumo de corrente por hora consiste em quatro vezes o consumo de corrente por transmissão (consulte a Tabela 2), mais o consumo de corrente enquanto o dispositivo está no modo deep sleep (sono profundo). Os resultados dos cálculos são apresentados na Tabela 2.

Fator de propagação (Spreading Factor) Tamanho do payload (Bytes) Duração da bateria (horas) Duração da bateria (dias) 
7 4 7619 317
7 51 6822 284
9 4 6612 275
9 51 5579 232
12 4 3320 138
12 51 2032 85
Tabela 2: Efeito do fator de espalhamento e tamanho do payload na vida útil da bateria

Os dados da Tabela 2 mostram que a bateria dura quase quatro vezes mais ao enviar quatro bytes em SF7, em comparação ao envio de 51 bytes em SF12.

Em suma, para prolongar a vida útil da bateria de um dispositivo final, mantenha ao mínimo as funcionalidades que consomem energia, utilize um fator de espalhamento baixo e reduza o tamanho do pacote e a frequência das transmissões.


Last modified: Friday, February 3, 2023, 9:21 PM