Bij Elfa Elementenfabriek zijn we gespecialiseerd in batterijoplossingen voor allerlei toepassingen, waaronder IoT-apparaten als smart home systemen, mobiele telefoons, smartwatches en andere slimme apparaten. Een veel gestelde vraag die we krijgen is: hoe kan ik de levensduur van de batterij of accu van mijn IoT-apparaat verlengen? Dit is een belangrijke vraag, want de batterij is de energiebron van je apparaat.
Om deze vraag te beantwoorden, moeten we eerst begrijpen wat de levensduur van de batterij bepaalt. Dit is vergelijkbaar met het bepalen van het brandstofverbruik van een auto. Het hangt niet alleen af van de grootte van de tank, maar ook van de efficiëntie van de motor, de belasting van de auto en de rijomstandigheden. Zo zijn er ook verschillende factoren die de levensduur van de batterij van een IoT-apparaat beïnvloeden, naast de capaciteit van de batterij zelf.
In deze blog gaan we in op de belangrijkste elementen die de ‘brandstofefficiëntie’ van je IoT-apparaat beïnvloeden.
Net als verschillende brandstoffen hebben verschillende batterijtypen hun eigen optimale bedrijfsomstandigheden, welke afhankelijk zijn van hun chemische eigenschappen: zo verbrandt diesel niet hetzelfde als benzine, kerosine of andere brandstoffen.
Voor batterijen geldt dat LiSOCl₂- en Li-ionbatterijen, die vaak worden gebruikt in IoT-apparaten, verschillende temperatuurvoorkeuren hebben. Zo functioneert LiSOCl₂ goed tussen 20-60 graden Celcius, terwijl Li-ion het beste presteert tussen 20-30 graden Celsius.
Aangezien we de temperatuur van een batterij niet kunnen regelen, heeft het weer een grote invloed op de levensduur van de batterij. LiSOCl₂-batterijen zijn beter bestand tegen temperatuurschommelingen dan Li-ion, maar Li-ion heeft als voordeel dat het oplaadbaar is.
Een andere factor die de levensduur van de batterij beïnvloedt, is de grootte van de batterij, die wordt uitgedrukt in ampère-uren (Ah) of milliampère-uren (mAh). Hoe groter de batterij, hoe meer energie hij kan opslaan en leveren, net zoals een auto met een grotere tank verder kan rijden.
De levensduur van de batterij hangt ook af van hoe goed je IoT-apparaat is ontworpen, net zoals een auto met een efficiënte motor minder brandstof verbruikt. Een goed ontworpen apparaat zal de batterij niet onnodig belasten of verspillen, waardoor je apparaat langer meegaat. Dit is echter een factor die je niet zelf kunt aanpassen: je bent afhankelijk van de kwaliteiten van je hardware partner.
Daarnaast moeten we rekening houden met wat je apparaat moet doen of meten. Een sensor die veel stroom verbruikt, zal de batterij sneller leegmaken, net zoals een auto die een zware lading vervoert meer brandstof verbruiken. Er zijn veel soorten sensoren met verschillende stroombehoeften. Het is handig om te weten welke sensoren meer of minder stroom gebruiken, zodat je een realistisch beeld hebt van de levensduur van je batterij.
Een aspect dat de levensduur van de batterij beïnvloedt, is de hoeveelheid data die je apparaat moet verzenden of ontvangen. Een grotere data payload of een hogere frequentie van dataverzameling zal de batterij meer belasten, net zoals een auto met een volle caravan meer brandstof verbruikt. Het is daarom verstandig om je datavereisten goed af te stemmen op je doel. Zo die je vaak dat gebruikers in het begin meer data willen dan dat ze later echt nodig hebben, net zoals we soms te veel spullen meenemen op vakantie.
De route die je apparaat moet afleggen om te communiceren is ook van invloed op de levensduur van de batterij, net zoals de afstand die je met je auto moet rijden. Hoe verder je apparaat van de netwerktoren of de satelliet is, hoe meer stroom het nodig heeft om een signaal te verzenden of te ontvangen. Dit is vooral belangrijk om te weten bij het kiezen van een communicatienetwerk voor je IoT-apparaat; sommige netwerken hebben namelijk een betere dekking en een lager energieverbruik dan andere netwerken.
Het transportprotocol dat je apparaat gebruikt om te communiceren, heeft ook invloed op de levensduur van de batterij. Sommige protocollen zijn zuiniger dan andere, net zoals een auto minder benzine verbruikt op een gladde weg dan op een ruwe weg. Daarom is het goed om te weten welk transportprotocol het apparaat gebruikt en wat dat betekent voor de batterijduur.
Een andere factor die de levensduur van de batterij beïnvloedt, is de verkeersdrukte op de frequentie die je apparaat gebruikt om te communiceren. Hoe meer apparaten er op dezelfde frequentie zenden, hoe lastiger het is voor je signaal om door te komen. Verbindingen als wifi en bluetooth hebben meestal meer ruis in stedelijke gebieden omdat er veel apparaten zijn die het gebruiken. Dit zorgt voor signaalverstoring die de communicatie tussen je apparaat en de netwerktoren of de satelliet bemoeilijkt; hierdoor moet je apparaat vaker proberen om het signaal te verzenden.
Het moment waarop je apparaat data communiceert, heeft ook invloed op de levensduur van de batterij. Er is doorgaans minder verkeer op de weg (en het netwerk) in de late avond en de vroege ochtend. Als je apparaat data communiceert buiten de drukke uren, zal het makkelijker zijn om een signaal te verzenden of te ontvangen; maar pas op dat het in de nacht niet te koud wordt want dit kan het signaal en dus de batterij weer negatief beïnvloeden.
Het aantal rijstroken op een weg is cruciaal; meer rijstroken kunnen meer verkeer accommoderen, waardoor ophopingen/verstoppingen worden verminderd. Op dezelfde manier laat het overwegen van dataverkeer, het verzenden van gegevens in kleinere, meerdere pakketten in plaats van één groot pakket, toe dat er meer gegevens tegelijkertijd worden verzonden, waardoor de impact op de levensduur van de batterij wordt geminimaliseerd.
Het verwaarlozen van het plannen van een pitstop of onderhoud in je batterijverwachtingen is fataal. Net als je telefoon hebben IoT-apparaten periodieke updates nodig voor beveiligingspatches en netwerkconfiguratie wijzigingen. Ongeplande updates zullen de batterij verbranden en de levensduur van de oplossing verminderen, dus zorg ervoor dat je plant voor services.
Met deze 11 elementen in gedachten, kunnen fabrikanten van batterij-aangedreven IoT-apparaten de levensduur van de batterij maximaliseren en soepel navigeren door de operationele fase van grootschalige implementaties. Het is niet slechts één factor, maar een combinatie van factoren die bepalen hoelang de ‘brandstof’ van een IoT-apparaat zal duren. Door deze geheimen te begrijpen en toe te passen, kunnen bedrijven de efficiëntie van hun IoT-implementaties verbeteren en de levensduur van batterijen optimaliseren voor een succesvolle lange termijn.
Wil je meer weten over batterijoplossingen voor IoT-apparaten van bijvoorbeeld SAFT? De batterijexperts van Elfa staan klaar om al jouw vragen te beantwoorden en mee te denken welke batterij voor jouw situatie geschikt is. Kom in contact met ons via het onderstaande formulier.
Elfa Amsterdam
Madridstraat 5-7
1175 RK Amsterdam (Lijnden)
+31 (0)20 643 69 72
[email protected]
Elfa Erp
Molentiend 10
5469 EK Erp, (Noord-Brabant)
+31 (0)413 212 222
[email protected]
