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1 | ||||||||||||||||||||||||||
2 | measured values in bold - other values from datasheet or calculation | |||||||||||||||||||||||||
3 | Measurement | Value | Units | Notes | ||||||||||||||||||||||
4 | 18650 battery voltage | 4.0 | V | |||||||||||||||||||||||
5 | Current draw while charging empty battery | -186,000 | uA | if battery is empty | ||||||||||||||||||||||
6 | totally off - haven't even pressed PMU on button | 60.00 | uA | |||||||||||||||||||||||
7 | deep sleep CPU, lora on but in sleep mode, GPS off, screen off, LED off | 2,300.00 | uA | |||||||||||||||||||||||
8 | full on CPU (10ms delay() in loop), lora on, GPS on, screen on, LED on | 118,000.00 | uA | |||||||||||||||||||||||
9 | ||||||||||||||||||||||||||
10 | expected cpu power consumption awake with BT | 100,000.00 | uA | per datasheet and https://lastminuteengineers.com/esp32-sleep-modes-power-consumption/ | ||||||||||||||||||||||
11 | expected cpu power consumption modem-sleep mode | 20,000.00 | uA | also need to lower cpu speed to get this level | ||||||||||||||||||||||
12 | expected cpu power consumption light-sleep mode | 800.00 | uA | cpu is off, but bluetooth keeps working | ||||||||||||||||||||||
13 | ||||||||||||||||||||||||||
14 | rf95 radio in sleep mode | 0.20 | uA | per datasheet | ||||||||||||||||||||||
15 | in idle mode | 1.50 | uA | |||||||||||||||||||||||
16 | in standby mode | 1.60 | uA | |||||||||||||||||||||||
17 | in receive mode (boost on) | 11,500.00 | uA | measured by me | ||||||||||||||||||||||
18 | in transmit mode +20 dBm boost | 120,000.00 | uA | |||||||||||||||||||||||
19 | ||||||||||||||||||||||||||
20 | SSD1306 display in sleep mode | 10.00 | uA | |||||||||||||||||||||||
21 | SSD1306 while on | 7,000.00 | uA | measured by me | ||||||||||||||||||||||
22 | ||||||||||||||||||||||||||
23 | NEO 6m GPS, average current while tracking | 40,000.00 | uA | measured by me | ||||||||||||||||||||||
24 | average current during acquisition | 47,000.00 | uA | <3 secs to acquire lock if using an assisted acquision mode (needs a bit of sw work - currently I only listen to the GPS, no talking to it) | ||||||||||||||||||||||
25 | eco mode tracking (1 Hz update) | 12,000.00 | uA | FIXME - at least use this mode for an easy savings of 29mA, even better, just do one aquire each wake and then shut the whole thing down (needs <3 s to lock) | ||||||||||||||||||||||
26 | ||||||||||||||||||||||||||
27 | ||||||||||||||||||||||||||
28 | Easy power savings to apply | 57,000.00 | uA | leave OLED screen mostly off, leave GPS mostly alseep, and use modem-sleep mode on the ESP32 | ||||||||||||||||||||||
29 | ||||||||||||||||||||||||||
30 | case 1: Expected average current draw (100% awake CPU & radios, but screen only on rarely) | 61,000.00 | uA | |||||||||||||||||||||||
31 | 0.24 | W | ||||||||||||||||||||||||
32 | ||||||||||||||||||||||||||
33 | case 2: Expected average current draw (CPU light sleep, LORA radio powered, GPS occasionally powered) | 15,000.00 | uA | In this mode messagages & position would always be promptly available on the device, and when a message arrives it promptly forwards to the phone. | ||||||||||||||||||||||
34 | 0.06 | W | ||||||||||||||||||||||||
35 | ||||||||||||||||||||||||||
36 | Low power mode duty cycle | 15 | 15= 1 min out of 15 min awake, 5 1 min out of 5 min awake. It might be possible to shrink the wake time to something more like 30 seconds | |||||||||||||||||||||||
37 | case 3: power mode: wake only 1 minute out of every X minutes to exchange messages with mesh, phone, GPS | 0.02 | W | If wireless mesh is chatty when we wake, we could agree to keep the mesh alive longer | ||||||||||||||||||||||
38 | ||||||||||||||||||||||||||
39 | 18650 capacity | 3,000.00 | mAh | |||||||||||||||||||||||
40 | 12.00 | Wh | ||||||||||||||||||||||||
41 | ||||||||||||||||||||||||||
42 | time between charges case 1: 100% awake | 2.05 | days | |||||||||||||||||||||||
43 | time between charges case 2: lora powered always, cpu mostly sleeping | 8.33 | days | This is the best case to shoot for | ||||||||||||||||||||||
44 | time between charges case 3: super low power mode | 30.74 | days | |||||||||||||||||||||||
45 | ||||||||||||||||||||||||||
46 | super low power mode with tiny 600mAh battery | 6.15 | days | For reference if someone wanted to build up a tiny version, possibly a little longer because we'd be wouldn't need to power the GPS (use phone's instead) | ||||||||||||||||||||||
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50 | ||||||||||||||||||||||||||
51 | New measurements 10/8/20 with firmware 1.1.1 on a ESP32+SX1272 TBEAM, 4V | FIXME update predictions above based on these measurements | ||||||||||||||||||||||||
52 | max current draw with gps, screen, lora tx | 200.00 | mA | |||||||||||||||||||||||
53 | with gps, screen, lora rx | 110.00 | mA | |||||||||||||||||||||||
54 | with screen, lora rx | 49.00 | mA | |||||||||||||||||||||||
55 | with lora rx (dark mode) | 32.00 | mA | |||||||||||||||||||||||
56 | light sleep with GPS in sleep mode | 15.00 | mA | |||||||||||||||||||||||
57 | light sleep with GPS power disabled | 11.00 | mA | |||||||||||||||||||||||
58 | light sleep with GPS in sleep mode, but actively receiving a packet (because CPU wakes) | 30.00 | mA | |||||||||||||||||||||||
59 | Therefore | |||||||||||||||||||||||||
60 | GPS current draw while acquiring/active | 60.00 | mA | |||||||||||||||||||||||
61 | Current draw for tlora xmit | 90.00 | mA | |||||||||||||||||||||||
62 | Current draw for screen | 17.00 | mA | |||||||||||||||||||||||
63 | Current draw in light sleep | 15.00 | mA | |||||||||||||||||||||||
64 | ||||||||||||||||||||||||||
65 | New measurements 10/16/20: ttgo eink nrf52840 | |||||||||||||||||||||||||
66 | GPS off + BLE on + CPU DarkState + lora on (normal low power mode with BLE) | 13.00 | mA | |||||||||||||||||||||||
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