Qual é a diferença entre Lora e Zigbee em termos de consumo de energia?

Uma coisa a ter em mente quando se faz uma pergunta como esta é que LoRA e Zigbee são pilhas de redes sem fios. Você está falando de uma solução de hardware e software que abrange as camadas PHY, MAC, rede, transporte e aplicação do modelo OSI, e que são extremamente configuráveis em muitos desses níveis. Tomando apenas Zigbee, existem 4 tipos gerais de dispositivos: coordenador, roteador, dispositivo final e sleepy end device (isto não leva em conta coisas como Zigbee Green Power, que inclui tipos de dispositivos que suportam a coleta de energia, enquanto suportam um subconjunto muito limitado de funcionalidades).

Com estes quatro tipos de dispositivos, há uma grande variedade de consumo de corrente entre eles:

Coordenadores são tipicamente configurados de tal forma que o próprio rádio Zigbee é acualmente um periférico para um processador de aplicações maior rodando Linux (openWRT, ou algo assim), onde também há uma conexão Wi-Fi ou Ethernet no sistema. Uma coisa sobre algo como isto: - Home Lifestyle Gateway; isto não é de baixa potência.

Routers, por outro lado, são tipicamente dispositivos autónomos, onde você usaria um único rádio Zigbee SoC como o núcleo do sistema (algo como isto: Cortet RF Modules | Cortet, ou isto: XBee e XBee-PRO Módulos de RF ZigBee - Digi International). Um nó roteador normalmente seria configurado de tal forma que nunca está dormindo, e o rádio está sempre ligado. Da perspectiva do Zigbee, um nó roteador pode agir como um dispositivo pai para um nó terminal adormecido, e um roteador seria tipicamente um dispositivo que é alimentado por linha e não por bateria (como uma lâmpada).

Um dispositivo terminal adormecido é similar a um roteador no sentido de que usaria um único SoC Zigbee como o núcleo do sistema, mas seria alimentado por bateria, e estaria em modo de sono de baixa energia na grande maioria das vezes. Um dispositivo Sleepy End é projetado de forma que ele terá um nó pai (um roteador tipicamente) mensagens em fila destinadas a ele, e ele acordará periodicamente para pesquisar seus pais para ver se há alguma mensagem pendente. Esta metodologia de usar um nó delegado (que não tem restrições no seu consumo de energia) para enfileirar mensagens para ele permite que os dispositivos terminais adormecidos tenham uma energia extremamente baixa, com consumos médios de corrente na faixa de microamplificadores de um dígito com algumas configurações. É claro que você pode alterar a configuração do dispositivo sleepy end (quanto tempo para dormir, com que freqüência fazer o check-in com o pai, etc.), e isso lhe oferecerá um trade-off entre a capacidade de resposta do dispositivo (para mensagens sendo enviadas a ele), e o consumo geral de energia.

LoRA tem tipos de dispositivos similares com o padrão LoRA-WAN, porém você também tem a opção de usar o LoRA MAC apenas para enviar mensagens simples e não reconhecidas de um nó para outro. Então, novamente, LoRA terá uma gama de consumos atuais dependendo do tipo de dispositivo e configuração específica do dispositivo que você está usando.

Uma coisa a ter em mente com LoRA é que este é essencialmente um padrão proprietário, onde (até onde eu sei), há um e apenas um fornecedor do chip de rádio para comunicação LoRA, e este é Semtech. Todos aqueles que oferecem um módulo LoRA, ou estão vendendo um produto que usa LoRA está, em última análise, usando um transceptor de rádio Semtech. Este chip requer o uso de um núcleo MCU externo para executar o LoRA MAC, e a pilha de rede, assim a MCU específica que está sendo usada também terá impacto no consumo de corrente.

Nada disto leva em conta as outras coisas no sistema além do rádio (digamos, os sensores ou atuadores que você realmente quer conectar uns aos outros sem fio).

Ultimamente, a resposta à sua pergunta depende do hardware que você selecionar, do tipo de dispositivo na rede sem fio, e da configuração específica do dispositivo. Não há realmente uma resposta geral de que um é menos potente que o outro porque tanto Zigbee quanto LoRA são extremamente configuráveis e oferecem uma gama muito ampla de funcionalidades, então não é fácil responder a uma pergunta como esta em termos gerais sem saber que tipo de sistema você está tentando projetar, e quais são suas expectativas em termos de alcance de comunicação do dispositivo, duração da bateria do dispositivo, tempo de resposta do dispositivo, etc.