Arbeitsgruppe Hardware Fonera power

Achtung dies ist ein WoW (Maintainer: Markus Kitttenberger)

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Wegen ihrer Kleinheit und Billigkeit, ist wohl schon etlichen der Gedanke gekommen einen Solar/Akku betriebenen Knoten (egal ob nun Warnode oder nicht) basierend auf ner Fonera zu basteln.

IMO wichtigster Punkt ist hier effizienter Stromverbrauch, und da genau das sind die Foneras im Originalzustand ziemlich übel,..

Die alten 2100er Foneras

Haben 5V Eingangsspannung

ca. 3 bis 5W Leistungaufnahme

1 Linearwandler von 5 auf 3,35V (für LAN, Flash)

1 weiteren linearwandler von 3,3 auf 1,9V (für WLAN, Prozessor, Ram)

Die neuen 2200er Foneras

Haben 7,5V Netzteil, allerdings ca. 6..15V Eingangsspannung! (d.h diverse POE eigenbauten oder (mit-)versorgung mit linksysnetzteilen möglich)

ca 1.65 bis 2.5W Leistungsaufnahme

1 Schaltnetzteil von 4 bis 16V auf 3.35V (4V Eingangsspannung sind nur mit sehr "sauberer" Eingangsspannung erreichbar)

aber immer noch 1 Linearwandler von 3,3 auf 1,9V

also insgemsamt schon einiges besser, aber schon gut genug?

Undervolting 2200er Foneras

Versorgt man die Chips ner Fonera mit deutlich niedrigen aber sauberen Spannungen funktionieren sie auch, brauchen aber weitaus weniger Strom (-;

Grundsätzliches: austecken/deaktiveiren des lankabels (wenns nicht gebruacht wird) spart eingies an 3,3V Strom

den flash chip selten/gar nicht zu verwenden spart auch,.. (also evt. alle Seiten des webservers ins /tmp beim booten spielen)

Testanmerkungen: High bandwith tests (inklusive überprüfung der empfansqualität fehlen noch)

auch bei den idle tests war noch traffic für pings und telnet shell am wireless interface

W+L steht für Wireess + Lan aktiviert

ohne Wireless wurde gar nicht getestet (weils wohl ziemlich untypischer use case)

Spannung	WLAN IDLE	CPU Burn	Flash Burn	W+L IDLE	W+L CPU B.	W+L Flash B.
3,34V	0,28W	0,28W	0,42W	0,60W	0,60W	0,74W
1,91V	0,69W	0,89W	0,78W	0,69W	0,89W	0,78W
Total	0,97W	1,18W	1,20W	1,29W	1,49W	1,52W
3,30V	0,28W	0,28W	0,41W	0,59W	0,59W	0,72W
1,80V	0,61W	0,81W	0,72W	0,61W	0,81W	0,72W
Total	0,89W	1,09W	1,13W	1,21W	1,40W	1,45W
3,20V	0,27W	0,27W	0,38W	0,57W	0,57W	0,67W
1,60V	0,50W	0,64W	0,58W	0,50W	0,64W	0,58W
Total	0,76W	0,90W	0,96W	1,06W	1,21W	1,26W
3,10V	0,25W	0,25W	0,37W	0,54W	0,54W	0,66W
1,50V	0,43W	0,57W	0,50W	0,43W	0,47W	0,50W
Total	0,69W	0,82W	0,87W	0,97W	1,11W	1,15W
3,05V	0,24W	0,24W	0,35W	0,53W	0,53W	0,65W
1,45V	0,39W	0,52W	0,46W	0,39W	0,52W	0,46W
Total	0,65W	0,77W	0,83W	0,93W	1,05W	1,11W
3,00V	0,24W	0,24W	0,35W	0,52W	0,51W	0,64W
1,40V	0,36W	0,47W	0,42W	0,36W	0,47W	0,41W
Total	0,61W	0,72W	0,77W	0,89W	0,98W	1,05W
Referenz	1,65W	2,05W	2,03W	1,95W	2,45W	2,40W

Die Refernzmessung ist der Stromverbrauch der gleichen fonera mit ihren eigenem schlatnetzteil und linearwandler bei 7,5V Eingangsspannung (andere Spannunge liefern im grunde idente Werte)

Bei all diesen Werten (ausser der Referenz) fehlen noch die verluste zur erzeugung der eingangsspannung (da noch kein alternatives/zusätzliches schaltnezteil entworfen ist), welche auch mit schaltnetzteilen aufgrund der niedrigen Spannungen wohl an die 20% anzusetzen sind,.

kennt wer schaltnetzteil (schaltplan/fixfertige) die grösser 90% Wirkungsgrad für 4..15V -> 1,4V haben?

Bei ca. 1.385V und 2.96V ist die hier getestete fonera dann garantiert abgekratzt,..

10mbit und LEDs

Bei 10mbit anstatt 100mbit, brauchen beide Foneras sogar 20mW weniger Strom als bei keinem angesteckten Netzwerkkabel,..

d.h. da man selten am wlan mehr als 10mbit durchsatz erreicht, macht das ziemlich viel sinn

Die 2100er Fons haben neben einen anderen Netzwerkchip (welcher tiefer undervolbar ist) ansonsten aber ziemlich ähnlich, auch im stromverbrauch, lediglich die Leds haben geringeren Vorwiederstand und brauchen somit bis zu 200mW (47Ohm Vorwiederstand), während die leds bei 2200er Fons nur ein Vietel brauchen (270 Ohm),..

ändert man die vorwiederstände, oder entfernt die leds, spart man nochmals 200 bei den alten bzw. 50mW bei den neuen Fons

Eigenes Netzteil

sollte einen idle betrieb von 0.7W mit 3.3..4.2 Eingangsspannnug ermoeglichen

gedacht fuer LiPo Akkus (die dabei nicht tiefentladen werden (min. 3,2V, d.h. noch ca. 10% restkapazitaet))

alternativ tuns 2 bleiakkus oder (3 oder) 4 NiMh&Nicd Akkus, da die maximale eingangsspannung 5,5V betraegt

dazu brauchts 2 eigene Wandler geplanterweise basierend auf LM3674 ICs [1]

Wirkungsgrad ca. 88% bei 1,4V und 94% bei 3V, gesamt ca. 90%

ein typischer handyakku mit 1Ah reicht also ca. 4h

und 1kg an z.b. notebookakkus (300wh) fuer knapp 2 wochen

fuers erste gibts vorrat an 600Wh um 20 cent/Wh, danach muss noch ne preiswerte akkuquelle aufgetrieben werden