Consumo de energía de una placa de desarrollo de internet de las cosas
DOI:
https://doi.org/10.37636/recit.v5n4e234Palabras clave:
IoT, Consumo de energía, ESP32, MicrocontroladorResumen
El Internet de las Cosas es una tecnología de gran aplicación por su versatilidad en áreas como la agronomía, las aplicaciones sanitarias y la industria. Además, la portabilidad hace que estos dispositivos sean asequibles. Las placas de desarrollo de IoT se comunican a través de mensajes transmitidos por Wi-Fi a través de Internet, según el funcionamiento interno de la placa de desarrollo de IoT, el consumo de energía puede variar en dicha transmisión. Además, este consumo podría cambiar si la placa se alimenta con diferentes fuentes de alimentación y la cantidad de mensajes transmitidos por Wi-Fi. Este documento proporciona una metodología para adquirir un perfil de energía al enviar datos (byte) mediante el protocolo de transporte de telemetría de cola de mensajes (MQTT) en la placa de desarrollo DEVKIT V1 NodeMCU-32 (ESP32). Se utilizaron tres fuentes de alimentación diferentes para la placa, una batería LiPo 3.7, un banco de energía USB de 5v y una batería recargable NiMh de 9V. El mayor consumo de corriente obtenido fue al utilizar una batería de 3.7, seguido de 5v y el menor consumo de corriente fue al utilizar 9v. Sin embargo, los resultados demuestran que cuando se usa la fuente de alimentación de 9v, el consumo de energía es dos veces mayor que cuando se usa la fuente de alimentación de 3,7v. Por lo tanto, la mejor fuente de voltaje para transmisión y consumo de energía utilizando una placa de desarrollo NodeMCU-32 será de 3,7 voltios.
Descargas
Citas
S. Wasoontarajaroen, K. Pawasan, and V. Chamnanphrai, "Development of an IoT device for monitoring electrical energy consumption," in 2017 9th International Conference on Information Technology and Electrical Engineering (ICITEE), 2017, pp. 1-4: IEEE. https://doi.org/10.1109/ICITEED.2017.8250475 DOI: https://doi.org/10.1109/ICITEED.2017.8250475
D. Evans, "The Internet of Things: How the Next Evolution of the Internet Is Changing Everything," 2011.
M. Bansal and B. Gandhi, "IoT Based Development Boards for Smart Healthcare Applications," in 2018 4th International Conference on Computing Communication and Automation (ICCCA), 2018, pp. 1-7. https://doi.org/10.1109/CCAA.2018.8777572 DOI: https://doi.org/10.1109/CCAA.2018.8777572
M. M. Al-Kofahi, M. Y. Al-Shorman, O. M. J. C. Al-Kofahi, and E. Engineering, "Toward energy-efficient microcontrollers and Internet-of-Thing's systems," vol. 79, p. 106457, 2019. https://doi.org/10.1016/j.compeleceng.2019.10 6457 https://doi.org/10.1016/j.compeleceng.2019.106457. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compeleceng.2019.106457
Tsekoura, Rebel, Glösekötter and Berekovic, "An evaluation of energy efficient microcontrollers," Reconfigurable and Communication-Centric Systems-on-Chip (ReCoSoC), pp. 1-5, 2014. https://doi.org/10.1109/ReCoSoC.2014.6861368. DOI: https://doi.org/10.1109/ReCoSoC.2014.6861368
Holberg, Arne. "Innovative Techniques for Extremely Low Power Consumption with 8-bit Microcontrollers", Atmel, 2006. http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/doc7903.pd.
Brant, Ivey. "Low-Power Design Guide" Microchip, 2015. https://www.microchip.com/en-us/application-notes/an1416.
Richey, Rodget. "Low-Power Design Using PICmicro Microcontrollers", Microchip, 2015. https://www.microchip.com/en-us/application-notes/an606
W. Thongdy keophilavong, Muhammad Nur Rizal "Data Transmission in Machine-to-Machine Communication Protocols for Internet of Things Application: A Review," International Conference on Information and Communications Technology 2019. https://doi.org/10.1109/ICOIACT46704.2019.8938420 DOI: https://doi.org/10.1109/ICOIACT46704.2019.8938420
O. Akintade, T. Yesufu, and L. J. I. J. I. T. Kehinde, "Development of an MQTT-based IoT Architecture for Energy-Efficient and Low-Cost Applications," vol. 2019, pp. 27-35, 2019.
MQTT.org. Mq telemetry transport. 2013 Available: https://mqtt.org.
C. Bormann. RFC 7252 Constraines Application protocol. 2016. Available: https://coap.technology
R. F. T. Berners-Lee, H. Frystyk., Hypertext Transfer Protocol -- HTTP/1.0. 1996. https://doi.org/10.17487/rfc1945. DOI: https://doi.org/10.17487/rfc1945
E. fundation, "IoT & Edge developer survey report December 2021," Eclipse fundation2021
E. Baranauskas, J. Toldinas, and B. Lozinskis, "Evaluation of the impact on energy consumption of MQTT protocol over TLS," 05/15 2019.
J. Toldinas, B. Lozinskis, E. Baranauskas and A. Dobrovolskis, "MQTT Quality of Service versus Energy Consumption," 2019 23rd International Conference Electronics, 2019, pp. 1-4, https://doi.org/10.1109/ELECTRONICS.2019.8765692. DOI: https://doi.org/10.1109/ELECTRONICS.2019.8765692
V. Kanakaris, G. Papakostas, and D. V. Bandekas, "Power consumption analysis on an IoT network based on wemos: a case study," TELKOMNIKA (Telecommunication Computing Electronics and Control), vol. 17, p. 2505, 10/01 201S. Bandyopadhyay and A. https://doi.org/10.12928/telkomnika.v17i5.11317. DOI: https://doi.org/10.12928/telkomnika.v17i5.11317
Bhattacharyya, "Lightweight Internet protocols for web enablement of sensors using constrained gateway devices," 2013 International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC), 2013, pp. 334-340. https://doi.org/10.1109/ICCNC.2013.6504105. DOI: https://doi.org/10.1109/ICCNC.2013.6504105
H. K. K. Manoj Nambiar, Debadatta Mishra, Shirish Rane, Pravin Pardeshi. (2007). WANem. Available: https://wanem.sourceforge.net.
M. Pavelic, V. Bajt, and M. Kusek, "Energy efficiency of machine-to-machine protocols," in 2018 41st International Convention on Information and Communication Technology, Electronics and Microelectronics (MIPRO), 2018, pp. 0361-0366: IEEE. https://doi.org/10.23919/MIPRO.2018.8400069. DOI: https://doi.org/10.23919/MIPRO.2018.8400069
S. Kraijak and P. Tuwanut, "A survey on IoT architectures, protocols, applications, security, privacy, real-world implementation and future trends," 11th International Conference on Wireless Communications, Networking and Mobile Computing (WiCOM 2015), 2015, pp. 1-6. https://doi.org/10.1049/cp.2015.0714. DOI: https://doi.org/10.1049/cp.2015.0714
MQTT Version 5.0. Edited by Andrew Banks, Ed Briggs, Ken Borgendale, and Rahul Gupta. 07 March 2019. OASIS Standard. https://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v5.0/os/ mqtt-v5.0-os.html. Latest version: https://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v5.0/mqtt-v5.0.html.
R. A. Light, "Mosquitto: server and client implementation of the MQTT protocol," The Journal of Open-Source Software, vol. 2, no. 13, May 2017, https://doi.org/10.21105/joss.00265. DOI: https://doi.org/10.21105/joss.00265
M. Collina. (2013). Mosca. Available: https://github.com/moscajs/mosca.
APACHE. ACTIVEMQ. Available: https://activemq.apache.org.
ARDUINO. (2022). Arduino YUN. Available: https://docs.arduino.cc/retired/boards/arduino-yun.
MICROCHIP. PIC-IOT WG DEVELOPMENT BOARD. Available: https://www.microchip.com/en-us/development-tool/AC164164.
MICROCHIP. AVR-IOT WG DEVELOPMENT BOARD. Available: https://www.microchip.com/en-us/development-tool/AC164160.
ESPRESSIF. ESP32. Available: https://www.espressif.com/en/products/socs/esp32.
ESPRESSIF. ESP8266. Available: https://www.espressif.com/en/products/socs/esp8266.
DIGILENT. Analog Discovery 2: 100MS/s USB Oscilloscope, Logic Analyzer, and Variable Power Supply. Available: https://digilent.com/shop/analog-discovery-2-100ms-s-usb-oscilloscope-logic-analyzer-and-variable-power-supply/.
LowPowerlab. (2018). CurrentRanger. Available: https://lowpowerlab.com/guide/currentranger/.
N. Instruments. (2022). What is DIAdemsoftware?. Available: https://www.ni.com/en-us/shop/dataacquisition-andcontrol/application-software-for-data-acquisition-and-control-category/what-is-diadem.html.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Categorías
Licencia
Derechos de autor 2022 Gabriel Lee Álvarez-Rosado, Kevin Adrián Martínez-Hernández, Mario Alberto Camarillo-Ramos, Verónica Quintero-Rosas, Arnoldo Díaz-Ramírez, Roberto López-Avitia
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores/as que publiquen en esta revista aceptan las siguientes condiciones:
- Los autores/as conservan los derechos de autor y ceden a la revista el derecho de la primera publicación, con el trabajo registrado con la licencia de atribución de Creative Commons 4.0, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista.
- Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
- Se permite y recomienda a los autores/as a compartir su trabajo en línea (por ejemplo: en repositorios institucionales o páginas web personales) antes y durante el proceso de envío del manuscrito, ya que puede conducir a intercambios productivos, a una mayor y más rápida citación del trabajo publicado (vea The Effect of Open Access).