Время автономной работы Shout Nano

Shout Nano разрабатывался как устройство с минимально возможным энергопотреблением. И алгоритмы работы прибора и электронные компоненты подбирались исходя из этой задачи.

В итоге, трекер может автономно проработать более полутора месяцев, ежечасно отправляя отчеты с GPS координатами. Это достижение, как водится, задокументировано в "идеальных условиях", поэтому, при планировании путешествия, обязательно следует учитывать следующую информацию:

Обычный цикл работы Shout Nano такой:

• Большую часть цикла работы прибор спит. Один раз в час он просыпается,
• включает GPS приемник,
• получает GPS координаты,
• выключает GPS приемник,
• включает встроенный спутниковый модем (SBD 9602),
• регистрируется в сети Iridium,
• отправляет сообщение с координатами,
• проверяет наличие входящих текстовых сообщений,
• выключает модем и
• снова засыпает.

Если препятствия для прохождения радиоволн между трекером и спутниками отсутствуют,
аккумулятора Shout Nano хватит более чем на 1200 таких циклов при условии что
1. отчеты отправляются не реже чем раз в два часа,
2. периодичность отчетов и проверки входящих текстовых сообщений совпадает,
3. требуемая точность определения координат установлена как "стандартная".

Препятствия для прохождения радиосигнала между трекером и спутниками приведут к тому, что трекер будет дольше определять свои GPS координаты и несколько раз повторять неудачные попытки отправки сообщений. Это естественным образом приведет к большему расходу энергии.

На неудачную попытку попытку отправить отчет трекер тратит в среднем в 8.5 раз больше энергии чем в обычном режиме работы.

Если установить периодичность отчета больше чем два часа, то трекер сможет отправить только примерно 750 сообщений.
Это связано с тем, что трекер хранит данные альманаха только два часа, и если цикл его работы превышает это время, то трекер запускает GPS приемник в режиме "холодный старт".

Если установить точность определения координат как "лучшая" ("Best"), то трекер сможет отправить только примерно 750 сообщений, независимо от частоты отправки отчетов.
Это так же связано с большим потреблением энергии со стороны GPS приемника.

Работа пользователя с трекером (написание\чтение текстовых сообщений, настройка прибора и т.п.) так же приводят к увеличенному расходу энергии по сравнению со спящим режимом.

Ниже приводится полный текст соответствующего приложения к документации трекера.

Appendix C: Power Consumption

The SHOUT nano has an internal 1.95 A-Hr Li-Ion rechargeable battery. When both the Iridium and GPS antennas have clear view of the sky and the battery is fully charged, the nano is capable of sending more than 1,200 tracking reports with the following settings: (1) report rate of less than two hours, (2) mailbox check rate and the report rate are the same and (3) Standard Accuracy. Blocked or partially blocked antennas will force the nano to retry multiple SBD transmissions for each report and, as a result, can significantly reduce the overall number of reporting cycles.

The nano saves valid ephemeris data after each 3-D fix. The data is used to reduce acquisition time in the next reporting cycle from cold-start to hot-start. If the ephemeris data is older than two hours (time between reports is set for more than two hours), the GPS receiver will go through cold-start each time it wakes up to send a report. As a result, the nano configured for report rate of more than two hours and Standard Accuracy can only send ~750 tracking reports. Setting the Accuracy to Best also reduces the number of tracking reports to ~750 regardless of the report rate setting.

IMPORTANT: Data presented here are only estimates and are highly dependent on the operating environment, accuracy setting and antenna type. Data are based on measurements made with multiple nano devices placed on the roof of NAL Research's facility with no blockage.

Each time the nano wakes up to send a report, it has two minutes to acquire a GPS fix and send an Iridium SBD message. Assuming the ephemeris data is valid (less than two hours old or time-between-reports is less than two hours) and the Accuracy option is set to Standard, the GPS receiver takes about 10 seconds for a position fix drawing approximately 55mA. The Iridium transceiver takes about 10 seconds to transmit an SBD message drawing an average current of 110mA. The nano circuit draws about 125mA during 25-second reporting cycle. The entire reporting cycle consumes ~1.32 mA-Hr of battery power. If the Iridium antenna is blocked or an overhead Iridium satellite is not available, the Iridium transceiver can potentially stay on for another 100 seconds in attempting to send a report. This results in additional consumption of 9.7 mA-Hr or 11 mA-Hr total. A missed report consumes ~8.5 times more power than a "normal" transmitted report.