Ich verwende derzeit zwei nRF24L01+ (2,4-GHz-HF-Transceiver) zusammen mit zwei AVRs, um ein schlüsselloses Zugangssystem zu erstellen. Mein Problem ist die Batterielebensdauer bei Verwendung einer CR2032-Batterie zur Stromversorgung des Schlüssels.
Der Schlüssel schläft, bis ein Signal von der anderen Einheit empfangen wird, wacht dann auf und reagiert.
Die HF-Module haben einen Power-Down-Modus, in dem sie etwa 900 nA verbrauchen, was ideal wäre. Das Problem ist, dass das Modul im Ruhezustand auf kein Signal wartet und daher nicht den erforderlichen IRQ sendet, um den AVR aufzuwecken.
Wenn ich das Modul in den Standby-Modus versetze, löst es möglicherweise den IRQ aus, aber leider verbraucht es ungefähr 26 µA, was zu viel ist.
Gibt es einen HF-Empfänger, der in der Lage ist, auf eine Nachricht zu lauschen und einen IRQ zu senden, während er <10 µA verbraucht? Die Datenrate spielt keine Rolle, da sie nur zum Aufwecken des AVR verwendet werden könnte und den nRF den Rest erledigen lässt. Die Reichweite sollte mindestens 3 m (9 Fuß) betragen.
Vielleicht hat jemand Insiderwissen darüber, wie die Autohersteller das gelöst haben?
Die kurze Antwort ist nein, es gibt kein solches Funkmodul. Beachten Sie auch, dass die beiden verfügbaren Standby-Modi nichts empfangen können, sie bieten lediglich einen schnelleren Start als im Ruhemodus.
Um eingehende Pakete zu erkennen, müssen Sie sich im RX-Modus befinden, also mindestens 12,6 mA. Natürlich können Sie nicht die ganze Zeit in diesem Modus bleiben. Sie müssen regelmäßig abfragen. Sie könnten alle zwei Sekunden für ein paar Millisekunden aufwachen. Der Sender müsste vor jedem Paket eine Präambel von 2 Sekunden senden. Auch dann hält der Akku nicht sehr lange.
Schlüssellose Zugangssysteme für Autos verwenden zwei separate Funkgeräte, um dies zu überwinden. Der erste ist ein Funksender mit sehr niedriger Frequenz (z. B. 145 kHz), der in das Auto eingebaut ist und ein bisschen wie kontaktlose NFC/RFID-Systeme funktioniert. Wenn der Benutzer den Türgriff berührt, sendet das Auto einen Burst, der den Empfänger im Schlüssel tatsächlich mit Strom versorgt, und somit muss der Schlüssel nichts kontinuierlich mit Strom versorgen oder kann dies zumindest bei extrem niedrigen Strömen tun. Sobald dieses Wecksignal empfangen wird, schalten das Auto und der Schlüssel auf ein ISM-Band-Funkgerät um, normalerweise 433 MHz, und führen alle erforderlichen Sicherheitskontrollen durch.
Dies über 3 m zu replizieren, wird eine echte Herausforderung. Autosysteme haben absichtlich eine sehr kurze Reichweite, damit die Leute Ihr Auto nicht stehlen können, während Sie es betanken.
Das schlüssellose Zugangssystem sollte in regelmäßigen Abständen eine Präambel/einen Code aussenden, den der Schlüssel aufweckt und auf den er wartet. Das HF-Modul des Schlüssels sollte zusammen mit dem Prozessor die meiste Zeit im Abschaltmodus sein.
Beispielsweise senden die schlüssellosen Zugangssysteme alle 1 ms einen „Ping“, der Schlüssel kann alle 200 ms aufwachen und 2 ms lang auf das Signal warten, und wenn er den Ping hört, antworten. Sie können mit den Perioden herumspielen, um die beste Akkulaufzeit im Vergleich zur Reaktionsfähigkeit zu erhalten, die Ihnen gefällt. Allein mit diesen Zahlen wurde der Zeitraum, in dem der Schlüssel jetzt eingeschaltet ist, auf 1 % reduziert. Lassen Sie es stattdessen alle 1000 ms aufwachen und die Taste ist für 0,2% eingeschaltet, aber es dauert mindestens 1 Sekunde, bis die Taste funktioniert.
Offensichtlich müssten Sie an Ihrem Mikro eine Art Zähler mit geringem Stromverbrauch verwenden. Hat es eine RTT oder RTC mit geringem Stromverbrauch? Oder kann man ihn mit dem WDT aufwecken, auf Funkkontakt prüfen und dann wieder einschlafen?
Das CC1101-Funkgerät sollte 0,5 µA verbrauchen, wenn es sich im Wake on Radio (WOR)-Schlafmodus befindet.
Siehe Abschnitt 4.1 des Datenblatts .
Dank Chris Stratton wurde mir klar, dass ich das Funkgerät verpasst habe, um regelmäßig aufzuwachen, wodurch CC2500 je nach Bedingungen 6,3 µA bis 544,5 µA verbraucht, siehe Stromverbrauch für einen Polling-Empfänger .
Sie können einen auf einer Schottky-Diode (HSMS-285 oder ähnlich) basierenden HF-Energy-Harvester verwenden, um Ihre MCU aufzuwecken. Das Problem ist, dass Sie bei 2,4 GHz viele falsche Signale erhalten.
Lior Bilia