ic-705 bateria

Icom IC-705 

Consideraciones y Conjeturas sobre el consumo de energía

Mediciones de Consumo de corriente y prueba de bajo voltaje

La duración de la batería es uno de los aspectos más importantes de una radio HF portátil. Desafortunadamente, el Icom IC-705 viene con la batería más pequeña de su clase y ejecuta el nivel más alto de potencia de procesamiento, por lo que los interesados en este transceptor tienen derecho a preocuparse, especialmente porque la historia de consumo de energía RX de Icom es menos que sorprendente.

Los transceptores SDR siguen siendo una tecnología relativamente nueva para nosotros, los radioaficionados, por lo que no es fácil entender a dónde va gran parte de la energía.

Hacemos un desglose de las secciones del IC-7300 y cuánta potencia usan y vemos cómo Icom podría haberlos ajustado para hacer que la arquitectura sea “portátil” para el IC-705.

El extremo frontal de RF generalmente incluye un conjunto de filtros de paso de banda pasiva seleccionados por diodos PIN (menos de 10 mA), un preamplificador (2SC3356 funcionando a 30 mA para una buena IP3 cuando está activado) y algunos atenuadores seleccionados por diodos PIN (menos de 10 mA cuando está activado).

Para ajustar esto para una radio portátil, un sacrificio en el preamplificador IP3 está bien para un consumo de corriente ligeramente mejor y algo que permanecería por debajo de 20 mA (por ejemplo: BGA2866 17 mA) debería ser suficiente. La corriente del diodo PIN también se puede reducir sin un impacto significativo en el rendimiento de recepción cuando es portátil. Debe alcanzarse un consumo de energía promedio de aproximadamente 100 mW (dependiendo de la configuración).

La siguiente etapa es el ADC , que transpone la señal de RF en el dominio digital. Esta es una parte crítica del receptor y tiene un gran impacto en el rendimiento. El IC-7300 utiliza un viejo ADC de 130Msps de 14 bits lanzado en 2008 (LTC2208-14) que necesita alrededor de 1.3W de potencia para funcionar.

El IC-705 tiene una frecuencia máxima de muestreo directo de 25MHz (cualquier cosa que se convierta primero a una conversión descendente), por lo que no necesita un ADC más rápido que ~ 60Msps (por lo que la frecuencia de Nyquist está a una distancia segura de 25MHz). Un ADC más reciente como el LTC2258-14 (14 bits, 65Msps) solo necesita 81mW para ejecutarse, por lo que esto puede aumentar significativamente el ahorro de energía. Un máximo de 100 mW para esta etapa es un límite razonable, que incluye 20 mW para el mezclador de conversión descendente.

La secuencia que sale del ADC se pasa luego a la FPGA , donde ocurre la mayor parte del “transceiving”. El FPGA Altera Cyclone IV con unidades lógicas de 55k en el IC-7300 es agradable y abundante, pero usa aproximadamente 1W de potencia y este uso de energía realmente depende de cómo esté configurado el FPGA

Por ejemplo El ANAN-100 usa solo 40k puertas lógicas y el Red Pitaya ejecuta 2x receptores + 1x transmisor en solo 28k puertas lógicas con buen rendimiento, por lo que probablemente un FPGA con la mitad de las puertas debería hacer el trabajo. El uso de una parte más moderna con un proceso de fabricación más pequeño que el antiguo Cyclone IV debería permitir un consumo de energía de menos de 500 mW para esta etapa.

El FPGA emite 2 flujos de datos: uno es para audio y otro para la pantalla panadapter. El flujo de audio en el IC-7300 es procesado por un chip DSP TMS320C6745 que debería permanecer por debajo de 700 mW según las especificaciones, mientras que el siguiente amplificador de audio de clase D necesitaría otros 100 mW a un volumen mínimo. Disminuir la velocidad del procesador DSP de 456 a 300MHz puede ofrecer una caída significativa en el consumo de energía (junto con un rendimiento ligeramente reducido, pero eso es algo que el IC-7300 tiene mucho), por lo que un presupuesto de aproximadamente 500mW para esta etapa debería ser correcto.

Hasta ahora, nuestro receptor está utilizando aproximadamente 1,5 W, incluidas las pérdidas de la fuente de alimentación interna y los circuitos adicionales (señalización, etc.). Para tener una mejor idea, aquí hay una tabla que tiene consumo de energía RX y duración de la batería para algunos de los populares transceptores HF portátiles.

Transceptor Corriente RX RX Power Suministro Capacidad de la batería Energía de la batería Est. Duración de la batería RX
Elecraft KX2 150mA 1.65W 11V 2600mAh 28.60Wh 17h20m
Elecraft KX3 200mA 1.92W 9.6V 2000mAh 19.20Wh 10h00m
Icom IC-703 Plus 300mA 2.88W 9.6V 2800mAh 26.88Wh 9h20m
Xiegu X5105 560mA 5.38W 9.6V 3800mAh 36,48 Wh 6h47m
Yaesu FT-818 350mA 3.36W 9.6V 1900mAh 18,24 Wh 5h25m

El IC-705 puede llegar a los 4.5W de consumo en RX

CPU : tiene que controlar toda la radio, procesar los datos del panadapter, controlar la pantalla y la interfaz con los controles de botón y los puertos externos. El IC-7300 utiliza el Renesas R7S721000VCFP para esto, que se sabe que es un chip activo, por lo que los usuarios incluso han desarrollado modificaciones para enfriarlo.

Dependiendo de la información que se muestre en la pantalla (el panadapter es, con mucho, el que consume más recursos) y las conexiones que se usan (USB, etc.), esto puede consumir hasta 2.2W por sí mismo. La mayor diferencia aquí sería reducir la resolución de panadapter o incluso apagarla por completo, para un modo de “baja potencia” (portátil). Es difícil estimar el consumo de energía real con estos compromisos, pero debería ser posible una caída del 50% (1.1W).

La gran pantalla LCD : es idéntica a la del IC-7300  (Raystar RFE430H-AZH-DNS-000) y no consume tanta energía (menos de 70 mW), pero la luz de fondo es significativa: aproximadamente 640 mW. En total, 710 mW con la luz de fondo totalmente encendida.

También necesitamos agregar un margen para las pérdidas de suministro y otros circuitos ( Bluetooth está en mW, pero Wlan puede tomar 100mW o más), por lo que nuestro total de conjeturas podría terminar en algún lugar alrededor de 3.2W para una luz de fondo del 50% y sin panadapter o arriba a 4.5W con luz de fondo completa y las campanas y silbatos encendidos.

Esto pondría al IC-705 claramente en la parte inferior de la lista en términos de duración de la batería, con solo ~ 3.5 horas de duración en RX, o aproximadamente 450-600mA (digamos 520mA en promedio) consumo de corriente dependiendo de la configuración.

 

Pero, esa no es toda la historia.

Operar una radio HF en el campo suele ser un trabajo de alto ciclo de trabajo, con una gran cantidad de TX involucrado. Especialmente cuando las bandas son malas y solo usa 5W, debe llamar hasta que su boca se seque para obtener una respuesta. A veces haces más TX que RX.

Lograr 5W de salida de RF lineal en 7.4V es difícil y el IC-705 probablemente necesita más de 2A para hacerlo. Sin embargo, ninguna de las otras radios es particularmente eficiente en TX tampoco, la mayoría de ellas requieren aproximadamente 2A también en TX, por lo que el campo de juego está bastante nivelado. Sí, no hará que el IC-705 supere a ninguno de los competidores en términos de duración de la batería, pero cerrará la brecha en algunas de esas diferencias cuando se trata del tiempo de funcionamiento de la vida real.

¿Es suficiente para ti? Bueno, mi estilo de operación portátil requiere aproximadamente 1h-1h 30min de duración de la batería: caminar hasta una cumbre, activar SOTA durante 30 minutos y pasar a la siguiente. Muy raramente puedes hacer más de 3 en un día y por la noche puedes recargar. Eso también debería lograrse con el IC-705, pero si se presiona puede llevar una batería BP-272 de repuesto y estar cubierto por más que eso.

Actualización:

IC-705 Consumo de corriente y prueba de bajo voltaje de JM1QHI

ic-705 Consumo de corriente y prueba de bajo voltaje

¿Es alto el consumo de energía del IC-705? Creo que hay muchas personas que piensan eso. Yo también creo que sí.

Medición de Consumos

En 50 MHz transmitiendo con 5W obtenemos 1.52A de consumo y con TX a 10W tenemos 2.02A

Por otro lado, en 430MHz, tenemos 1.99A a 5w en TX y 2.75A a 10w.

50 MHz tiene el consumo de corriente más bajo y 430MHz tiene el consumo de corriente más alto. La medición fue realizada con una carga ficticia.

Prueba de baja tensión

La transmisión se apagará cuando el voltaje caiga a 10V. La recepción también se convierte en un bucle infinito de reinicio cuando el voltaje cae por debajo de 8V.

Este umbral también cambiará dependiendo de la iluminación de la pantalla y otras características. Por ejemplo, si la iluminancia se establece en MIN, no se reiniciará incluso si se corta 8V.

Además, hemos confirmado que la sensibilidad de recepción también disminuye cuando el voltaje es de aproximadamente 8-9v. Por lo tanto, creo que la operación de 9V es imposible.

Medí la salida para cada voltaje solo a 50MHz y 430MHz.

Resumen

Si desea una operación a plena potencia, se requieren 13.0V o más, y si usa 5w, 11.1V (celda Li-Po3) puede ser suficiente.

De los resultados anteriores, puede ser mejor suponer que si desea operar a plena potencia, se requiere una entrada de alimentación externa de aproximadamente 11V para 5w basada en 13.8V.

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