Questions fr\u00e9quentes<\/a><\/li>\n<\/ul>\nQue signifie vraiment “basse consommation” en IoT ?<\/h2>\n
Dans le marketing des produits IoT, le terme “basse consommation” est souvent utilis\u00e9 sans d\u00e9finition pr\u00e9cise. Pour les ing\u00e9nieurs et techniciens qui d\u00e9ploient des solutions sur le terrain, la r\u00e9alit\u00e9 est beaucoup plus nuanc\u00e9e. Un appareil IoT a deux \u00e9tats principaux de consommation : le mode veille (sleep) et le mode transmission (active). En mode veille, un v\u00e9ritable appareil basse consommation consomme quelques microamp\u00e8res (\u00b5A) \u2014 typiquement 5 \u00e0 50 \u00b5A. En mode transmission, la consommation monte \u00e0 plusieurs dizaines ou centaines de milliamp\u00e8res (mA) pendant quelques secondes.<\/p>\n
La consommation moyenne d’un appareil IoT se calcule en pond\u00e9rant ces deux \u00e9tats par leur dur\u00e9e respective dans le cycle de reporting. Si un appareil transmet une fois par heure pendant 2 secondes et reste en veille le reste du temps, la transmission repr\u00e9sente 2\/3600 = 0,056 % du temps. M\u00eame si la consommation en transmission est de 150 mA, sa contribution \u00e0 la consommation moyenne est faible. C’est la consommation en veille qui d\u00e9termine en grande partie l’autonomie sur batterie.<\/p>\n
Les appareils qui ne sont pas vraiment “basse consommation” peuvent consommer 1 \u00e0 10 mA en veille \u2014 ce qui para\u00eet faible mais repr\u00e9sente des dizaines de fois plus qu’un vrai dispositif optimis\u00e9. La diff\u00e9rence entre 20 \u00b5A et 2 mA en veille est un facteur 100 sur l’autonomie batterie. Un appareil qui devrait durer 10 ans sur batterie avec 20 \u00b5A de veille ne tiendra que 5 \u00e0 6 semaines avec 2 mA en veille, ce qui illustre l’importance critique de ce param\u00e8tre.<\/p>\n
Formule de calcul d’autonomie batterie<\/h2>\n
Le calcul de base de l’autonomie batterie d’un appareil IoT repose sur une formule simple : Autonomie (heures) = Capacit\u00e9 batterie (mAh) \/ Consommation moyenne (mA)<\/strong>. Pour une batterie de 19 000 mAh (taille D, lithium) et une consommation moyenne de 25 \u00b5A (0,025 mA), le calcul donne : 19 000 \/ 0,025 = 760 000 heures, soit environ 87 ans. En pratique, on applique un facteur de correction pour tenir compte de l’autod\u00e9charge de la batterie (environ 1-2 % par an pour le lithium), de la variation de capacit\u00e9 selon la temp\u00e9rature, et des marges de s\u00e9curit\u00e9.<\/p>\nLa consommation moyenne se calcule en tenant compte du duty cycle : si l’appareil consomme 150 mA pendant 3 secondes (transmission NB-IoT) toutes les heures, la contribution de la transmission est (150 mA \u00d7 3 s) \/ 3600 s = 0,125 mA\u00b7h\/h = 0,125 mA en moyenne. Si la consommation en veille est de 19 \u00b5A, la consommation totale moyenne est environ 0,144 mA. Avec une batterie de 19 000 mAh : 19 000 \/ 0,144 \u2248 132 000 heures \u2248 15 ans \u2014 en ligne avec les promesses des fabricants de qualit\u00e9.<\/p>\n
Il est important de mesurer la consommation en veille avec un outil adapt\u00e9 \u2014 un multim\u00e8tre standard n’est pas assez pr\u00e9cis pour mesurer des courants en \u00b5A. ThingsLog recommande l’utilisation d’un analyseur de courant de type Nordic Semiconductor PPK2 ou OTII Arc pour valider les chiffres annonc\u00e9s et d\u00e9tecter d’\u00e9ventuels probl\u00e8mes firmware (r\u00e9veils intempestifs, timeouts r\u00e9seau qui emp\u00eachent l’entr\u00e9e en PSM).<\/p>\n
Explication du mode PSM (Power Saving Mode)<\/h2>\n
Le PSM (Power Saving Mode) est un m\u00e9canisme standardis\u00e9 dans les r\u00e9seaux cellulaires NB-IoT et LTE-M (d\u00e9fini dans les sp\u00e9cifications 3GPP Release 12 et suivantes). Il permet \u00e0 l’appareil de s’inscrire aupr\u00e8s du r\u00e9seau, de n\u00e9gocier une p\u00e9riode de veille profonde pendant laquelle le r\u00e9seau ne lui enverra pas de messages, puis de s’\u00e9teindre presque compl\u00e8tement jusqu’\u00e0 son prochain r\u00e9veil programm\u00e9. Pendant la p\u00e9riode PSM, l’appareil est invisible du r\u00e9seau et consomme seulement quelques \u00b5A (courant de maintien du RTC et du microcontr\u00f4leur en deep sleep).<\/p>\n
Le PSM se configure via deux param\u00e8tres AT : T3412 (dur\u00e9e de la p\u00e9riode de tracking area update, pendant laquelle l’appareil reste “visible” du r\u00e9seau) et T3324 (dur\u00e9e du timer actif apr\u00e8s lequel l’appareil entre en PSM). Ces timers sont n\u00e9goci\u00e9s avec le r\u00e9seau op\u00e9rateur et peuvent varier selon les op\u00e9rateurs et les pays. ThingsLog configure ses appareils NB-IoT pour maximiser l’utilisation du PSM en fonction de la fr\u00e9quence de reporting souhait\u00e9e par le client.<\/p>\n
Pour LoRaWAN, le Class A (le mode par d\u00e9faut) offre un comportement \u00e9quivalent au PSM : l’appareil n’\u00e9coute le r\u00e9seau que bri\u00e8vement apr\u00e8s chaque transmission, puis se rendort. C’est la classe la plus \u00e9conomique en \u00e9nergie, id\u00e9ale pour les applications de reporting p\u00e9riodique. Les Classes B et C permettent une plus grande r\u00e9activit\u00e9 aux commandes descendantes (downlink) mais au prix d’une consommation plus \u00e9lev\u00e9e.<\/p>\n
Chiffres de consommation r\u00e9els des enregistreurs ThingsLog<\/h2>\n
Les enregistreurs de donn\u00e9es ThingsLog sont con\u00e7us d\u00e8s le d\u00e9part pour minimiser leur consommation en veille. En mode PSM actif sur NB-IoT, la consommation en veille profonde est de l’ordre de 19 \u00b5A \u2014 un chiffre valid\u00e9 par des mesures sur des appareils de production. En mode transmission NB-IoT (envoi d’une trame de donn\u00e9es), la consommation pic est d’environ 150 mA pendant 1 \u00e0 3 secondes selon la qualit\u00e9 du signal r\u00e9seau (un signal faible exige plus de tentatives de transmission et consomme plus d’\u00e9nergie).<\/p>\n
Pour LoRaWAN Class A, la consommation en veille est encore plus faible : autour de 5-15 \u00b5A selon le microcontr\u00f4leur et le design du circuit. La transmission LoRa consomme environ 40-120 mA selon la puissance d’\u00e9mission et le spreading factor. Ces chiffres permettent d’envisager des autonomies de 5 \u00e0 15 ans selon la fr\u00e9quence de reporting et la taille de la batterie embarqu\u00e9e. ThingsLog propose des batteries de 3 500 mAh (AA lithium) \u00e0 19 000 mAh (D lithium) selon les mod\u00e8les et les besoins d’autonomie.<\/p>\n
Quand la basse consommation est essentielle : cas terrain<\/h2>\n
La surveillance basse consommation est indispensable dans plusieurs types de d\u00e9ploiements. Les compteurs d’eau enterr\u00e9s dans des bouches \u00e0 cl\u00e9 ou des regards de trottoir n’ont g\u00e9n\u00e9ralement pas d’alimentation \u00e9lectrique disponible. L’enregistreur doit fonctionner sur batterie pendant 5 \u00e0 10 ans pour que le mod\u00e8le \u00e9conomique du d\u00e9ploiement soit viable (co\u00fbt d’intervention pour remplacement de batterie prohibitif). Les enregistreurs ThingsLog sont particuli\u00e8rement adapt\u00e9s \u00e0 ces environnements contraignants.<\/p>\n
Les capteurs agricoles (humidit\u00e9 du sol, d\u00e9bit d’irrigation, niveau de nappe phr\u00e9atique) dans des zones sans \u00e9lectricit\u00e9 n\u00e9cessitent \u00e9galement une autonomie maximale. Une station m\u00e9t\u00e9o IoT dans un champ peut \u00eatre aliment\u00e9e par un panneau solaire de petite taille, mais la batterie de secours doit tenir plusieurs semaines sans ensoleillement. Les enregistreurs ThingsLog peuvent \u00eatre interfac\u00e9s avec des capteurs agricoles standard (4-20 mA, SDI-12) pour ces applications.<\/p>\n
Les sites de pompage isol\u00e9s, les stations de mesure pi\u00e9zom\u00e9trique (niveau de nappe), les capteurs de pression en r\u00e9seau d’eau dans des zones rurales \u2014 tous ces cas de figure b\u00e9n\u00e9ficient directement de la basse consommation des enregistreurs ThingsLog. La capacit\u00e9 \u00e0 fonctionner pendant des ann\u00e9es sans maintenance est un crit\u00e8re de s\u00e9lection d\u00e9cisif pour les ing\u00e9nieurs qui dimensionnent ces d\u00e9ploiements.<\/p>\n
\nPoints cl\u00e9s \u00e0 retenir<\/strong><\/caption>\n\n\n| Th\u00e8me<\/th>\n | \u00c9l\u00e9ment cl\u00e9<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n |
\n\n| Veille ThingsLog NB-IoT<\/td>\n | ~19 \u00b5A en deep sleep PSM<\/td>\n<\/tr>\n |
\n| Transmission NB-IoT<\/td>\n | ~150 mA pic, 1-3 secondes<\/td>\n<\/tr>\n |
\n| Formule autonomie<\/td>\n | Capacit\u00e9 (mAh) \/ Consommation moyenne (mA)<\/td>\n<\/tr>\n |
\n| Mode PSM<\/td>\n | Standard 3GPP \u2014 n\u00e9goci\u00e9 avec le r\u00e9seau op\u00e9rateur<\/td>\n<\/tr>\n |
\n| Cas d’usage cl\u00e9s<\/td>\n | Compteurs enterr\u00e9s, agriculture, sites isol\u00e9s sans \u00e9lectricit\u00e9<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\nQuestions fr\u00e9quentes<\/h2>\nComment v\u00e9rifier que l’appareil IoT est vraiment en mode basse consommation et non juste en veille partielle ?<\/h3>\nLa seule fa\u00e7on fiable de v\u00e9rifier la consommation r\u00e9elle en veille est de mesurer directement le courant avec un analyseur de courant de pr\u00e9cision comme le Nordic PPK2 ou l’Otii Arc. Ces outils enregistrent le courant en continu avec une r\u00e9solution \u00b5A et affichent les profils temporels de consommation. On peut ainsi v\u00e9rifier l’entr\u00e9e effective en PSM (chute de courant \u00e0 quelques \u00b5A), d\u00e9tecter des r\u00e9veils intempestifs (spikes r\u00e9guliers r\u00e9v\u00e9lant un probl\u00e8me firmware) et calculer la consommation moyenne sur un cycle complet. Les valeurs annonc\u00e9es dans les fiches techniques doivent \u00eatre valid\u00e9es sur des appareils de s\u00e9rie en conditions r\u00e9elles.<\/p>\n Quelle est l’autonomie typique d’un enregistreur ThingsLog en reporting horaire ?<\/h3>\nEn reporting horaire sur NB-IoT avec une batterie D-size de 19 000 mAh, l’autonomie typique d’un enregistreur ThingsLog est de 8 \u00e0 12 ans dans des conditions normales (temp\u00e9rature de 10 \u00e0 25 \u00b0C, bonne couverture r\u00e9seau). Ce calcul tient compte d’environ 19 \u00b5A en veille et de 150 mA pendant 2 secondes par heure pour la transmission. La temp\u00e9rature est un facteur cl\u00e9 : \u00e0 -10 \u00b0C, les batteries lithium perdent 20 \u00e0 30 % de leur capacit\u00e9 nominale, r\u00e9duisant l’autonomie dans les installations ext\u00e9rieures en zones froides.<\/p>\n Peut-on augmenter la fr\u00e9quence de reporting sans sacrifier l’autonomie batterie ?<\/h3>\nAugmenter la fr\u00e9quence de reporting a un impact direct sur l’autonomie, mais cet impact est mod\u00e9r\u00e9 tant que la consommation en veille reste dominante. Passer de 1 transmission par heure \u00e0 4 transmissions par heure (toutes les 15 minutes) quadruple la contribution de la transmission \u00e0 la consommation moyenne, mais si la veille repr\u00e9sente 99 % du temps, l’impact global reste limit\u00e9 \u00e0 quelques dizaines de pourcents d’autonomie en moins. ThingsLog offre une flexibilit\u00e9 de configuration : on peut choisir entre un enregistrement local toutes les 15 minutes (stock\u00e9 en m\u00e9moire) et une transmission horaire ou quotidienne vers le cloud, permettant une granularit\u00e9 fine sans compromettre l’autonomie.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Enregistrement du webinaire ThingsLog sur la surveillance IoT basse consommation : comment v\u00e9rifier qu’un produit est r\u00e9ellement \u00e9conome, calcul d’autonomie batterie et optimisation 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