Variabilidad de los estándares actuales entre módulos de transmisión y recepción en módulos LoRa de bajo consumo

Los módulos LoRa son módulos de comunicación inalámbrica que se utilizan para comunicaciones inalámbricas de larga distancia en aplicaciones como Internet de las cosas (IoT), monitoreo remoto y ciudades inteligentes. Los requisitos actuales para los módulos de transmisión y recepción en módulos LoRa se determinan en función de las necesidades de la aplicación y el rendimiento del módulo. Normalmente, la corriente de recepción y la corriente de transmisión se detallan en las especificaciones técnicas del módulo. Cada uno de ellos tiene sus propios estándares.

Para los módulos LoRa comunes, a menudo se encuentran los siguientes requisitos estándar para recibir y transmitir corrientes:

Requisitos de corriente del módulo de transmisión:  Los requisitos de corriente de transmisión suelen ser mayores en comparación con los requisitos de corriente de recepción porque la transmisión requiere más energía eléctrica para cumplir con la potencia de salida. Los requisitos de corriente de transmisión suelen oscilar entre decenas de miliamperios y varios cientos de miliamperios. Los requisitos específicos de corriente de transmisión dependen de la potencia de transmisión del módulo, la frecuencia de operación y otros parámetros técnicos. En general, una mayor corriente de transmisión da como resultado un mayor consumo de energía durante la transmisión. Por lo tanto, al seleccionar un módulo de transmisión, la atención se centra principalmente en el consumo de energía de transmisión y los requisitos actuales.

Requisitos de corriente del módulo de recepción:  en general, los módulos LoRa tienen requisitos de corriente de recepción más bajos, que generalmente van desde unos pocos miliamperios hasta decenas de miliamperios. Los requisitos específicos de corriente de recepción dependen de la frecuencia de funcionamiento del módulo, la sensibilidad de recepción y otros parámetros técnicos. Una corriente de recepción más baja conduce a un menor consumo de energía cuando el módulo está en modo de espera. Los módulos de recepción también prestan atención a la magnitud de la corriente de reposo (corriente estática). Reducir la corriente de reposo es esencial, especialmente para aplicaciones que funcionan con baterías. Al reducir la corriente de suspensión, los dispositivos pueden entrar en un estado de bajo consumo de energía cuando no se requiere comunicación o procesamiento de tareas, minimizando así el consumo de batería.

Para los módulos receptores de baja potencia, a menudo existe un equilibrio entre el consumo de energía y el rendimiento, como el tiempo de respuesta. Los módulos de bajo consumo requieren más tiempo para activar el microcontrolador. Tanto el consumo de energía como el tiempo de activación se pueden equilibrar mediante osciladores de cristal (XOscillators).

En general, los módulos receptores de baja potencia con buen rendimiento tienen requisitos de corriente en reposo que van desde varios microamperios hasta decenas de miliamperios.

Tomemos como ejemplo el módulo LoRa de baja potencia de la serie LoRaCC68 para explicar los requisitos actuales del módulo de transmisión y del módulo de recepción, correspondientes a la potencia de transmisión, la frecuencia de operación, la sensibilidad de recepción y los valores de corriente de reposo.

Los módulos inalámbricos de la serie LoRaCC68 son módulos de bajo consumo desarrollados por NiceRF. El módulo tiene un oscilador de cristal de 64 kHz incorporado y puede activar el microcontrolador en situaciones de baja potencia. El módulo ha obtenido las certificaciones CE y FCC y es de valor de referencia. Los datos actuales detallados para cada módulo se muestran en la siguiente tabla (el voltaje de funcionamiento es de 3,3 V, la sensibilidad de recepción es de -129 dBm y la potencia de salida máxima es de 22 dBm o 160 mW).

En la tabla anterior, se puede ver que la corriente de transmisión en el módulo de transmisión del módulo LoRaCC68 se ve significativamente afectada por la frecuencia de operación; frecuencias más altas dan como resultado una corriente más alta. La corriente de recepción en el módulo de recepción está relacionada con el oscilador de cristal; el oscilador de cristal pasivo tiene una corriente de recepción inferior a 5 mA.

La magnitud de la corriente de reposo está relacionada con el método de arranque, y los arranques en caliente tienen corrientes de reposo ligeramente mayores que los arranques en frío. Además, la corriente de reposo del modo STDBY_RC suele ser ligeramente mayor que en otros modos de fuente de reloj porque el oscilador RC externo requiere algo de corriente para proporcionar una señal de reloj. Por el contrario, el uso de otras fuentes de reloj como osciladores de cristal o TCXO (osciladores de cristal con compensación de temperatura) puede lograr una corriente estática más baja.

En conclusión, en los módulos LoRa, la corriente de transmisión del módulo de transmisión y la corriente de recepción del módulo de recepción varían según factores como la potencia de transmisión, la frecuencia de operación, la sensibilidad de recepción y el modo de oscilación. Los módulos de baja potencia suelen tener requisitos de corriente en reposo que van desde varios microamperios hasta decenas de miliamperios, y el valor específico depende del método de inicio y del oscilador utilizado.