1、低功耗设计概述：售货机为什么需要低功耗？
各位同学，咱们今天聊聊售货机的低功耗设计。说实话，我入行那会儿，大家做售货机根本不在乎功耗——插着220V市电，谁在乎那几瓦电？但后来场景变了，电池供电的售货机越来越多，功耗就成了生死线。
1.1 电池供电场景分析
先说说哪些场景必须用电池。我参与过几个项目，总结下来主要有三类：
- 户外临时售货点：比如景区、展会、体育赛事。拉市电成本高，审批还麻烦。我记得有一次在山区做项目，光拉电缆就花了三天，后来全换成电池方案了。
- 移动售货机：像那种放在共享单车上的小货柜，或者流动餐车。说白了，机器本身就在动，不可能拖着电线跑。
- 偏远地区：农村、边防、海岛。电网覆盖不到，只能靠电池+太阳能。
你想想看，这些场景下，电池就是唯一能源。一旦没电，机器就成废铁了。所以低功耗不是锦上添花，是刚需。
1.2 功耗指标与续航目标
做低功耗设计，首先得知道「低」到什么程度。我习惯用三个指标来衡量：
| 指标 | 说明 | 典型值（电池供电售货机） |
|---|---|---|
| 待机功耗 | 机器不交易时的平均功耗 | < 0.5W |
| 工作功耗 | 出货、支付、通信时的峰值功耗 | 5W ~ 15W（视电机数量） |
| 日均功耗 | 24小时平均功耗 | 1.5Wh ~ 3Wh |
续航目标怎么定？我建议这样算：
电池容量（Wh） / 日均功耗（Wh/天） = 续航天数举个例子，一块12V/20Ah的电池，容量是240Wh。如果日均功耗2Wh，理论续航120天。但实际要考虑电池老化、温度影响、自放电，我一般打七折，也就是84天左右。
重要提醒： 续航目标不是越长越好。电池容量越大，成本越高，体积也越大。我见过一个项目，非要追求半年续航，结果电池比机器还重，运输成本翻倍。合理的目标是3~6个月，配合太阳能板可以做到一年以上。
1.3 为什么低功耗设计这么难？
嗯，这里要注意。售货机不是简单的传感器节点，它有几个「功耗黑洞」：
- 电机驱动：出货电机瞬间电流能到2A以上，虽然时间短，但峰值高。
- 无线通信：4G模块发射时电流能到500mA，WiFi也不低。
- 支付模块：扫码枪、NFC模块，待机时也得供电。
- 显示屏：哪怕是段码屏，背光一开功耗就上去了。
我曾经在一个项目里踩过坑——待机功耗测出来0.3W，觉得挺满意。结果一装到现场，三天就没电了。查了半天，发现是支付模块的唤醒电路设计有问题，每隔几秒就自动唤醒一次。说白了，低功耗设计是系统工程，任何一个环节漏了，整体就崩了。
个人经验： 我建议在设计初期就建立「功耗预算表」。把每个模块的待机功耗、工作功耗、工作时间列出来，算总账。别等到样机出来了再测，那时候改硬件就晚了。
1.4 低功耗设计的核心思路
做低功耗，说白了就两招：减少工作时间 和 降低工作电流。
减少工作时间：让系统大部分时间处于休眠状态。比如售货机，90%的时间都在等顾客。这时候MCU深度睡眠，通信模块断电，只留一个低功耗的唤醒电路。
降低工作电流：选器件时，别光看性能，要看「每MHz功耗」和「待机电流」。我习惯用TI的MSP430或者STM32L系列，待机电流能到1μA以下。通信模块选支持PSM（省电模式）的，比如NB-IoT模块，待机电流能到5μA。
你想想看，如果待机功耗从0.5W降到0.1W，续航就能翻5倍。这比增加电池容量划算多了。
避坑指南： 我曾经为了省电，把MCU的时钟频率降到最低，结果导致通信模块的时序对不上，数据包频繁重传。功耗反而更高了。低功耗设计要全局考虑，不能顾此失彼。
1.5 本章小结
好了，这一章咱们把「为什么」讲清楚了。电池供电的售货机，低功耗是刚需。核心指标是待机功耗、工作功耗、日均功耗。续航目标要合理，3~6个月是常见区间。设计难点在于电机、通信、支付这些「功耗黑洞」。解决思路就是减少工作时间 + 降低工作电流。
下一章，咱们聊聊具体的硬件选型——MCU、电源芯片、通信模块，怎么挑才能又省电又稳定。