Dynamic control of component power consumption for decreased battery output

Abstract

Various arrangements for dynamically controlling component power consumption for decreased battery output are presented herein. In some arrangements, a battery-powered remote control device includes a battery module configured to output a voltage to components of the device, a sound emitter, and a processing system configured to power on the sound emitter. While the sound emitter is powered off, the processing system measures the voltage from the battery module and compares it to a predefined threshold voltage. Based on the comparison, a pulse-width modulated signal is generated and provided to the sound emitter with a first duty cycle in response to the voltage being greater than or equal to the predefined voltage and a second duty cycle that is less than the first duty cycle in response to the voltage being less than the predefined voltage.

Description

DYNAMIC CONTROL OF COMPONENT POWER CONSUMPTION FOR DECREASED BATTERY OUTPUTBACKGROUND

[0001] Small electronic devices, such as television remotes, wireless headphone cases, smart watches, mobile phones, or the like may be easily misplaced or lost due to their size. To help users locate misplaced devices, one or more auditory, visual, and / or haptic components integrated into such devices may be remotely activated from another electronic device to alert the user to the location of the misplaced device.

[0002] However, in order to produce enough sound, light, and / or motion, these components often consume a great amount of power. While this may not be an issue for devices with a stable or constant power supply, many small devices are battery-powered, meaning that the available power varies over time. As the battery discharges and the available power decreases, activating these components may adversely affect the operations of the remaining components of the device.SUMMARY

[0003] In some embodiments, a battery-powered remote control device is presented. The device can include a battery module configured to house one or more batteries and output a voltage to components of the battery-powered remote control device; a sound emitter; and a processing system electrically connected to the battery module and the sound emitter. The processing system may comprise one or more processors configured to power on the sound emitter by measuring, while the sound emitter is powered off, the voltage from the battery module. Powering on the sound emitter may further comprise comparing the voltage to a predefined threshold voltage. Based on the comparison, powering on the sound emitter may further comprise generating a pulse-width modulated signal, wherein the pulse-width modulated signal is generated with a first predefined duty cycle in response to determining that the voltage is greater than or equal to the predefined threshold voltage and the pulse-width modulated signal is generated with a second predefined duty cycle that is less than the first predefined duty cycle in response to determining that the voltage is less than the predefined threshold voltage. Powering on the sound emitter may further comprise providing the pulse-width modulated signal to the sound emitter.

[0004] In some embodiments, the device further comprises one or more antennas connected to the processing system, wherein the one or more processors are further configured to power on the sound emitter in response to receiving a communication signal from the one or more antennas that instructs the processing system to emit a sound. In some embodiments, the one or more processors are further configured to determine that the voltage is within a voltage range of a plurality of predefined voltage ranges, and select the second predefined duty cycle that corresponds to the  voltage range from a plurality of predefined duty cycles that are less than the first predefined duty cycle.

[0005] In some embodiments, the one or more processors are further configured to suspend operations of the battery-powered remote control device in response to determining that the voltage is less than a predefined minimum voltage threshold. In some embodiments, the one or more processors are further configured to reduce, prior to generating the pulse-width modulated signal, the predefined minimum voltage threshold. In some embodiments, the one or more processors are further configured to determine, prior to generating the pulse-width modulated signal, that the voltage is greater than a predefined minimum voltage threshold. In some embodiments, the one or more processors are further configured to power on the sound emitter for a plurality of predefined intervals of time, and power off the sound emitter for a predefined amount of time between each predefined interval of time.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0006] A further understanding of the nature and advantages of various embodiments may be realized by reference to the following figures. In the appended figures, similar components or features may have the same reference label. Further, various components of the same type may be distinguished by following the reference label by a dash and a second label that distinguishes among the similar components. If only the first reference label is used in the specification, the description is applicable to any one of the similar components having the same first reference label irrespective of the second reference label.

[0007] FIG. 1 illustrates a system diagram of an embodiment of a trackable smart remote.

[0008] FIG. 2 illustrate an embodiment of a method of operating a trackable smart remote.DETAILED DESCRIPTION

[0009] Depending on the current output voltage of the batteries, one or more reduced power operating modes for a component may be used to ensure that activating the component will not cause the available voltage from the batteries to drop below a minimum operating voltage. For components, such as speakers, light emitting diodes (LEDs) , and haptic actuators, that are activated using pulse-width modulated (PWM) signals, the one or more reduced power operating modes may be achieved by reducing the duty cycle of the PWM signal.

[0010] Additional details are provided in relation to the figures. FIG. 1 illustrates a system diagram of an embodiment of a trackable smart remote 100 ( “remote 100” ) . Remote 100 may be a handheld remote control device that can control one or more other electronic devices in a  surrounding environment based on one or more inputs from a user. For example, remote 100 may be configured to control one or more devices in a home environment such as a television, a speaker, an audio / visual (A / V) receiver, a digital streaming media player, a smart hub device, a thermostat, one or more security cameras, or the like. Remote 100 may additionally include one or more components and / or functionalities intended to help a user locate remote 100 (e.g., acoustically and / or visually) in a local environment. Remote 100 can include: battery module 104; processing system 112; communications module 116; one or more microphones 124; one or more light emitters 128; and one or more sound emitters 132.

[0011] Battery module 104 may include one or more hardware components that provide electrical power to: processing system 112; communications module 116; light emitters 128; sound emitters 132; and / or other components of remote 100. For example, battery module 104 may include a physical housing that receives one or more batteries 108. Positive and negative terminals in the housing may contact corresponding positive and negative terminals of batteries 108, thereby creating a closed circuit with the remaining components of battery 100. Batteries 108 may be connected in parallel or in series to provide a target supply voltage. In some embodiments, the target supply voltage output is between 2.1 volts and 3.2 volts. Batteries 108 may be alkaline batteries, lithium batteries, carbon zinc batteries, silver oxide batteries, lithium-ion batteries, nickel cadmium batteries, or other similar types of batteries. Batteries 108 may be single use or rechargeable. The form and size of batteries 108 may conform with those of AA batteries, AAA batteries, rectangular batteries (e.g., 9-volt batteries) , button cell batteries, or other similar sizes and shapes of batteries.

[0012] Battery module 104 may further comprise one or more power control circuits connected between batteries 108 and one or more other components of remote 100. For example, battery module 104 may include a boost converter, step-up converter, or other DC-to-DC converter that increases voltage from its supply (e.g., batteries 108) to its load (e.g., other components of remote 100) . In some embodiments, battery module 104 increases the voltage provided by batteries 108 to 3.3 volts. The individual electronic components of such power control circuits may be part of a single integrated circuit (IC) . In some embodiments, battery module 104 may include one or more components that provide voltage and / or current measurements for batteries 108 to one or more other components of remote 100, such as processing system 112. For example, battery module 104 may include one or more electronic components and / or ICs configured to monitor the supply voltage from batteries 108. Additionally, or alternatively, battery module 104 may include output terminals that provide a direct electrical connection between another component and batteries 108 and bypassing any power control circuitry.

[0013] Communications module 116 may enable remote 100 to transmit data to, and receive data from, one or more electronic devices. For example, communications module 116 may include one or more wired connections, such as a universal serial bus (USB) interface, that enable remote 100 to be physically connected with another electronic device to transmit and receive data. Additionally, or alternatively, communications module 116 may include one or more antennas 116 that enable remote 100 to transmit and receive radio signals. For example, antennas 120 may enable remote 100 to communicate using one or more types of wireless communications protocols, such as Wi-Fi,  ultra-wideband,  or the like.

[0014] Microphones 124 may include one or more microphone that enable remote 100 to capture and record audio from the local environment around remote 100. Microphones 124 may enable remote 100 to record and process audio signals corresponding to a user speaking to remote 100. For example, microphones 124 may begin recording and processing audio in response to receiving a trigger from a user, such as the selection of a button on remote 100 or by speaking an activation phrase. Additionally, or alternatively, microphones 124 may enable remote 100 to record and process audio signals produced by one or more electronic devices. For example, microphones 124 may enable remote 100 to process audio from a speaker in order evaluate the volume and / or quality of the audio produced by the speaker at the current location of remote 100. As another example, microphones 124 may receive audio signals from electronic devices at frequencies outside the range of normal human hearing in order to determine the relative distance between remote 100 and the source of the audio signals.

[0015] Light emitters 128 may include one or more light emitting diodes (LEDs) . Light emitters 128 may produce light at one or more wavelengths. For example, light emitters 128 may include one or more infrared (IR) LEDs for transmitting control signals to an IR receiver of an electronic device. As another example, light emitters 128 may include one or more white and / or colored LEDs to illuminate the environment (e.g., as a flashlight) and / or to convey information to a user (e.g., in the case of a status light) . In some embodiments, light emitters 128 receive power from battery module 104 and are selectively activated using a control signal (e.g., from processing system 112) . For example, one or more types of transistors, such as metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) and / or bipolar junction transistors (BJTs) may be used to control the flow of electricity from battery module 104 to light emitters 128. In some embodiments, the brightness of light output by one or more of light emitters 128 may be varied. For example, by increasing or decreasing the duty cycle of a pulse-width modulation (PWM) signal provided to light emitters 128, and / or a transistor connected to light emitters 128, the output brightness may be increased or decreased. In addition, by decreasing the duty cycle of the PWM  signal provided to light emitters 128, the current passing through light emitters 128, in combination with the current flowing through the other components of remote 100, may be decreased, which may in turn reduce the supply voltage drop from batteries 108 and / or battery module 104.

[0016] Sound emitters 132 may include one or more speakers configured to produce audio within the range of frequencies that the average human ear can perceive. For example, sound emitters 132 may include one or more magnetic transducer speakers, piezoelectric speakers, electrostatic speakers, or other similar types of speakers that are capable of producing audio. Sound emitters 132 may receive power from battery module 104 and / or directly from batteries 108. One or more transistors, such as a MOSFET and / or BJT, may be used to control the flow of electricity from battery module 104 through sound emitters 132. For example, a PWM signal (e.g., from processing system 112) may be used to alternately activate and deactivate the transistor to allow electricity to flow through sound emitters 132. The audio frequency produced by sound emitters 132 may correspond to the frequency of the PWM signal while the volume, or loudness, of the audio may be based on the duty cycle of the PWM signal. For example, by increasing the duty cycle of the PWM signal, the volume of audio produced by sound emitters 132 may be increased, and by decreasing the duty cycle, the volume may be decreased. In addition, by decreasing the duty cycle of the PWM signal provided to sound emitters 132, the current passing through sound emitters 132 may be decreased, which may in turn reduce the supply voltage drop from batteries 108 and / or battery module 104.

[0017] Processing system 112 may be an embedded system including memory, one or more processors, and one or more inputs and outputs. For example, processing system 112 may be a microcontroller, application-specific integrated circuit (ASIC) , field-programmable gate array (FPGA) , system-on-chip (SoC) , programmable SoC (PSoC) , microprocessor, or other embedded system configured to store and execute instructions that enable remote 100 to receive inputs from one or more components of remote 100, process the inputs, and provide an output to one or more components of remote 100. For example, processing system 112 may receive electrical signals from one or more physical user interfaces of remote 100, such as one or more switches, buttons, scroll wheels, touch sensor interfaces, or the like. Upon receiving an electrical signal from a physical interface, processing system 100 may produce an output that corresponds to the type and source of the electrical signal. For example, in response to a signal from a “volume-up” button, processing system 112 may cause a digital signal to be transmitted to another device to control the volume of audio currently being produced by the other device.

[0018] Processing system 112 may receive power from battery module 104. Processing system 112 may control the operation of communications module 116, microphones 124, light emitters 128, and sound emitters 132. For example, and as described above, processing system 112 may receive an input from a physical interface, such as a button, to begin recording audio for processing into voice commands. In response, processing system 112 may cause microphones 124 to begin capturing and recording audio for processing by processing system 112. As another example, processing system 112 may generate PWM control signals to activate light emitters 128 and / or sound emitters 132.

[0019] In some embodiments, processing system 112 transmits and receives digital signals via one or more wired and / or wireless connections. For example, during a pairing operation, processing system 112 may transmit device identifying information via communications module 116 to an electronic device, such as a smart television, smart speaker, smart hub, or the like to initiate a connection between the two devices. Subsequently, processing system 112 may transmit data to a paired device to control an operation of the electronic device. Additionally, or alternatively, processing system 112 may periodically transmit updated information about the status of remote 100 to one or more electronic devices. For example, processing system 112 may transmit information about the battery level of batteries 108, such as a current output voltage, a percentage amount of charge remaining, or the like. As another example, processing system 112 may transmit information about the status of remote 100, such as whether remote 100 is in an active, standby, or other state.

[0020] In some embodiments, processing system 112 receives data from electronic devices in the environment. For example, processing system 112 may receive requests from electronic devices to begin a pairing operation. In some embodiments, processing system 112 receives requests from other electronic devices to activate one or more components of remote 100, such as microphones 124, light emitters 128, sound emitters 132, or other electrical components such as a haptic actuator. For example, processing system 112 may receive a request from another electronic device, such as a mobile device, to activate a device location or tracking mode that may help a user to locate remote 100 within the surrounding environment. Activating a device location mode may include activating sound emitters 132 to produce audible sound, such as a single tone, a series of tones, or the like, to help a user locate remote 100. Additionally, or alternatively, activating the device location mode may include activating light emitters 128 to produce one or more flashes of light (e.g., to help in dark environments, or for those who may be hard of hearing) .

[0021] In some embodiments, processing system 112 monitors the supply voltage provided by Battery module 104 and / or batteries 108. For example, processing system 112 may compare the supply voltage from batteries 108 against one or more threshold system operating voltages. The threshold system operating voltages may be selected to ensure that there is adequate power for processing system 112 and / or the other components of remote 100 to operate. Additionally, or alternatively, the threshold system operating voltage may be defined with additional voltage buffer as a safeguard to guard against the voltage dropping below a critical level before processing system 112 can take protective steps to safely power down. In some embodiments, the threshold system operating voltage is 2.1 volts. In some embodiments, the minimum system operating voltage is 1.3 volts, below which processing system 112 would not have enough power to operate. In response to determining that the supply voltage is less than a threshold operating voltage, processing system 112 may modify one or more operations of remote 100. For example, in response to determining that the supply voltage is less than or equal to a predefined minimum system operating voltage, processing system 112 may suspend operations currently being executed by processing system 112 and enter a power-saving and / or powered-down mode.

[0022] As another example, processing system 112 may compare the output voltage against one or more predefined component operating voltage thresholds. While described as one or more thresholds, processing system 112 may additionally, or alternatively, compare the output voltage against one or more predefined component operating ranges. The predefined component operating ranges may be defined based on any one or a combination of a threshold system operating voltage, the overall load of the circuit when one or more components are active, and / or the current drawn by the active components. For example, given a minimum system operating voltage (e.g., based on a minimum voltage required to power processing system 112) , and the current drawn by one or more additional components (e.g., sound emitters 132) , an initial supply voltage may be identified that will result in the supply voltage dropping to a voltage above the minimum system operating voltage once current is supplied to the one or more additional components. In other words, a predefined component operating voltage threshold may be the summation of a minimum system operating voltage and a supply voltage drop from an initial supply voltage that is caused by activating a component of remote 100.

[0023] In response to determining that the initial supply voltage is less than or equal to a predefined component operating voltage threshold, processing system 112 may take one or more preventative steps to ensure that the supply voltage does not drop below the minimum voltage required by processing system 112 before activating the corresponding component. For example, processing system 112 may temporarily reduce the predefined minimum system operating voltage  threshold to avoid processing system 112 from automatically entering a power-saving and / or powered-down mode. In some embodiments, the reduced minimum system operating voltage threshold corresponds to the minimum voltage required by processing system 112 to operate.

[0024] Additionally, or alternatively, processing system 112 may select an operating mode for the component that will result in the component consuming less power. For example, and as described above, to achieve reduced power consumption, the PWM signal generated by processing system 112 to control light emitters 128 and / or sound emitters 132 may have a lower duty cycle when the initial supply voltage is less than or equal to a corresponding predefined component operating voltage.

[0025] To address the fact that some batteries, such as alkaline batteries, experience an increase in their internal resistance when their initial supply or discharge voltage drops, thereby resulting in increased supply voltage drops when a component is activated, multiple component operating voltage thresholds and / or ranges may be defined. Each component operating voltage range may have a corresponding component operating mode that will result in the component consuming an appropriate amount of power given the current supply voltage without causing the supply voltage to drop below the predefined minimum system operating voltage threshold. For example, given an initial supply voltage that is greater than or equal to a nominal sound emitter operating voltage threshold, processing system 112 may generate a PWM control signal for sound emitters 132 with a duty cycle corresponding to a full power mode. As another example, given an initial supply voltage that is less than the nominal sound emitter operating voltage threshold and greater than a minimum sound emitter operating voltage threshold, processing system 112 may generate the PWM control signal with a duty cycle that is less than the duty cycle used for a full power mode.

[0026] In some embodiments, multiple ranges, and therefore component operating modes, may be defined between a minimum component operating voltage threshold and a nominal component operating voltage threshold. For example, in the case of sound emitters 132, a nominal range corresponding to a PWM duty cycle of 50%may be defined between 2.6 and 3.2 volts, a second range corresponding to a PWM duty cycle of 20%may be defined between 2.5 and 2.59 volts, a third range corresponding to a PWM duty cycle of 15%may be defined between 2.4 and 2.49 volts, a fourth range corresponding to a PWM duty cycle of 10%may be defined between 2.3 and 2.39 volts, and a minimum range corresponding to a PWM duty cycle of 8%may be defined between 2.1 and 2.29 volts. While these particular voltage ranges and corresponding duty cycles are provided as an example, it should be understood that other ranges and duty cycles may be defined based on the current consumed by a component at a particular duty cycle and the expected  supply voltage drop from an initial supply voltage when the component is activated with that particular duty cycle.

[0027] In some embodiments, the duty cycle of the PWM signal, and therefore the voltage ranges, are selected to ensure that the minimum power operating mode meets one or more predefined criteria. For example, the minimum duty cycle for sound emitters 132 may be selected to ensure that sound emitters 132 emit sound at or above a predefined decibel level. Based on the minimum duty cycle, and the supply voltage drop that occurs with the minimum duty cycle at various internal battery resistances, the minimum sound emitter voltage threshold may be set. For example, given a minimum system operating voltage of 1.3 volts, if the minimum duty cycle is expected to cause a supply voltage drop from 2.1 volts to 1.3 volts, the minimum sound emitter operating voltage may be set to 2.1 volts.

[0028] In some embodiments, processing system 112 may dynamically modify the operating mode of light emitters 128 and / or sound emitters 132 in between sequences of activation. For example, in a device location mode, sound emitters 132 may be activated for a predefined amount of time in intervals separated by a time during which sound emitters 132 are not active. Before activating sound emitters 132 for the first time, processing system 112 may compare the supply voltage against the one or more sound emitter operating voltage ranges to determine the appropriate operating mode that will not cause the supply voltage to drop below the predefined minimum system operating voltage threshold. After activating sound emitters 132 for the predefined amount of time, and before activating sound emitters 132 for a subsequent interval, processing system 112 may once again compare the current supply voltage against the one or more sound emitter operating voltage ranges to determine whether the current operating mode is still appropriate or, if the current supply voltage falls within a new range, that a new operating mode corresponding to the new range will be used. In this way, processing system 112 can continue to operate sound emitters 132 for a longer period of time without causing processing system 112 to enter the power-saving or powered-down mode.

[0029] Various methods may be performed using an embodiment of remote 100. FIG. 2 illustrate an embodiment of a method 200 of activating an acoustic homing functionality of a smart remote. Method 200 can be performed using remote 100.

[0030] At block 205, a voltage is measured from a battery module of the remote. The voltage may be the current supply voltage of one or more batteries (e.g., batteries 108) housed by the battery module (e.g., battery module 104) . The voltage may be measured by a processing system of the remote (e.g., processing system 112) in response to receiving a request to activate the  acoustic homing functionality of the smart remote and before activating the acoustic homing functionality.

[0031] At block 210, the voltage is compared to a predefined threshold voltage. The predefined threshold voltage may be a component operating voltage threshold defined for a sound emitter (e.g., one or more of sound emitters 132) . The predefined threshold voltage may correspond to a minimum voltage from which a voltage supply drop caused by activating the sound emitter will not exceed a minimum system operating voltage. In some embodiments, the voltage is compared against multiple predefined threshold voltages, and / or ranges of voltages. Each range may be defined based on the voltage from which a voltage supply drop caused by activating the sound emitter in a corresponding operating mode will not exceed the minimum system operating voltage.

[0032] At block 215, a pulse-width modulated (PWM) signal is generated based on the comparison. The comparison may determine the duty cycle of the PWM signal. If the comparison indicates that the voltage is greater than the predefined voltage, the duty cycle may be a first duty cycle. If the comparison indicates that the voltage is less than the predefined voltage, the duty cycle may be a second duty cycle that is less than the first duty cycle. In some embodiments, the duty cycle of the PWM signal is predefined by an intended operating mode of the sound emitter. The intended operating mode may be selected from multiple operating modes, each with a different predefined duty cycle. The operating mode that corresponds to the predefined voltage range within which the voltage is determined to be, may be selected as the intended operating mode. In some embodiments, the PWM signal is generated at multiple frequencies over time. For example, the PWM signal may increase in frequency after a predefined number of cycles at each frequency of a set of predefined frequencies before starting over at an initial first frequency.

[0033] At block 220, the PWM signal is provided to the sound emitter. The PWM signal may alternatively activate and deactivate a transistor, such as a BJT, to allow power from the battery module to flow through the sound emitter. In some embodiments, the PWM signal is provided to the sound emitter in intervals of predefined amounts of time. In this way, the sound emitter may alternate between periods of time in which sound is being emitted and periods of time in which the sound emitter is silent. In some embodiments, block 205 and block 210 are repeated during each period of time in which the sound emitter is silent. Subsequently, block 215 may be repeated to generate a new PWM signal with a different duty cycle if the results of the comparison at block 210 indicate that the voltage is below the predefined threshold voltage and / or if the voltage falls within a different voltage range.

[0034] Having described several example configurations, various modifications, alternative constructions, and equivalents may be used without departing from the spirit of the disclosure. For example, the above elements may be components of a larger system, wherein other rules may take precedence over or otherwise modify the application of the invention. Also, a number of steps may be undertaken before, during, or after the above elements are considered.

Claims

1.A battery-powered remote control device, comprising:a battery module configured to house one or more batteries and output a voltage to components of the battery-powered remote control device;a sound emitter; anda processing system electrically connected to the battery module and the sound emitter, wherein the processing system comprises one or more processors configured to power on the sound emitter by:measuring, while the sound emitter is powered off, the voltage from the battery module;comparing the voltage to a predefined threshold voltage;based on the comparison, generating a pulse-width modulated signal, wherein:the pulse-width modulated signal is generated with a first predefined duty cycle in response to determining that the voltage is greater than or equal to the predefined threshold voltage; andthe pulse-width modulated signal is generated with a second predefined duty cycle that is less than the first predefined duty cycle in response to determining that the voltage is less than the predefined threshold voltage; andproviding the pulse-width modulated signal to the sound emitter.2.The battery-powered remote control device of claim 1, further comprising one or more antennas connected to the processing system, wherein the one or more processors are further configured to:power on the sound emitter in response to receiving a communication signal from the one or more antennas that instructs the processing system to emit a sound.3.The battery-powered remote control device of claim 1, wherein the one or more processors are further configured to:determine that the voltage is within a voltage range of a plurality of predefined voltage ranges; andselect the second predefined duty cycle that corresponds to the voltage range from a plurality of predefined duty cycles that are less than the first predefined duty cycle.4.The battery-powered remote control device of claim 1, wherein the one or more processors are further configured to:suspend operations of the battery-powered remote control device in response to determining that the voltage is less than a predefined minimum voltage threshold.5.The battery-powered remote control device of claim 4, wherein the one or more processors are further configured to:reduce, prior to generating the pulse-width modulated signal, the predefined minimum voltage threshold.6.The battery-powered remote control device of claim 1, wherein the one or more processors are further configured to:determine, prior to generating the pulse-width modulated signal, that the voltage is greater than a predefined minimum voltage threshold.7.The battery-powered remote control device of claim 1, wherein the one or more processors are further configured to:power on the sound emitter for a plurality of predefined intervals of time; andpower off the sound emitter for a predefined amount of time between each predefined interval of time.

Images