Ein Beacon lebt oder stirbt durch sein Energiebudget. Anders als ein verkabelter Sensor hat ein Bluetooth Beacon kein Netz und keinen Monatstechniker, daher ist die Batterie die wichtigste Hardwareentscheidung. Dieser Artikel behandelt Knopfzellen-Auswahl, ein konkretes Lebensdauermodell und wie weit batterielose Designs mit Energy Harvesting getrieben werden können.
Warum Energie die Grenze ist
Ein Beacon schläft 99,9% seines Lebens. Nur die Advertising-Bursts zählen: wenige hundert Mikrosekunden, in denen das Radio 5-15 mA zieht.
Knopfzellen-Auswahl
| Zelle | Kapazität | Durchmesser | Einsatz |
|---|---|---|---|
| CR2032 | 225 mAh | 20 mm | flach, <2 J |
| CR2450 | 620 mAh | 24 mm | Standard |
| CR2477 | 1000 mAh | 24 mm | Langzeit 5+ J |
Nennspannung 3,0 V, sinkt unter Last und Alterung. Innenwiderstand steigt von ~10 Ω auf >30 Ω, bei 10 mA von 2,9 V auf ~2,6 V. Ein Boost-Wandler stabilisiert das Radio auf 3,0 V.
Lebensdauermodell
Mittlerer Strom ist eine Tastverhältnis-Summe:
I_avg = I_adv * (t_adv / T) + I_sleep * (1 – t_adv / T)
Beispiel: t_adv=0,5 ms bei 12 mA, T=500 ms, I_sleep=1,2 µA.
I_avg = 13,2 µA
Bei CR2032 mit 225 mAh:
life = 225 / 13,2µ = 17045 h = 1,95 J (ideal)
mit 70% -> ~1,4 J
Intervall auf 1000 ms verdoppelt die Lebenzeit nahezu.
Energy Harvesting
| Quelle | Innenraum | Notiz |
|---|---|---|
| Licht | 10-100 µW/cm² | PV + MPPT |
| RF | 1-10 µW | nur Stadt |
| Thermo | µW/ΔT5°C | Körper/Rohr |
| Piezo | mJ pro Druck | ereignisgetrieben |
Batterieloses Beacon
Nur-Kondensator-Beacon sendet nur bei ausreichender Ladung. Verliert Periodizität, gewinnt unendliche Lebensdauer.
Checkliste
- 30% Kapazität für Kälte (<0°C) abziehen.
- Bei 2,0 V abschalten.
- Boost auf 3,0 V.
- Längstes Intervall wählen.
Ein Beacon mit CR2477 und 1 s Intervall läuft 5+ Jahre; mit kleiner Solarzelle nähert er sich batterielos.