Trong các nút cảm biến không dây chạy bằng pin, bộ phận tiêu thụ điện năng lớn nhất thường là bộ phát RF. Bộ thu phát cần có mức tiêu thụ điện năng rất thấp ở các chế độ hoạt động, chờ và thậm chí cả chế độ ngủ. Ảnh chụp nhanh mức tiêu thụ dòng điện trong một giây ở các phần khác nhau của chu kỳ truyền dữ liệu cho thấy dòng điện tiêu thụ là 15 mA cho phần nhận hoặc truyền dữ liệu kéo dài 7,5 ms, so với 700 nA đối với bộ thu phát ở chế độ ngủ, và chiếm hơn 90% tổng mức tiêu thụ điện năng 33 nAh (392 μJ). Đây chỉ là một ví dụ về việc giảm thiểu dòng điện tiêu thụ để truyền hoặc nhận dữ liệu cảm biến.

Tối ưu hóa thời gian ngủ cũng rất quan trọng đối với các bộ phận khác của nút cảm biến, vì nguồn điện khả dụng phải cung cấp cho tất cả các thành phần của hệ thống và ngân sách năng lượng thì có hạn. Do đó, cần phải xem xét mức tiêu thụ điện năng của chính các cảm biến hoặc các cảm biến bên trong nút không dây. Mặc dù điều này ngày càng trở nên quan trọng, nhưng mức tiêu thụ điện năng thấp không phải lúc nào cũng là thông số quan trọng đối với nhiều loại cảm biến. Một ví dụ đáng chú ý là các cảm biến điện trở, thường tiêu thụ dòng điện đáng kể trong các phép đo tương tự.

Thông thường, cầu Wheatstone được sử dụng trong các ứng dụng như đo áp suất, lực và trọng lượng có điện trở biến dạng 350Ω, nhưng giá trị này có thể được tăng lên 1 KΩ hoặc cao hơn để giảm dòng điện tiêu thụ. Nếu cầu không đóng, một cầu 1 KΩ hoạt động ở điện áp 3V sẽ liên tục tiêu thụ 3 mA. Nếu cầu được mở để đo và sau đó đóng lại, cầu sẽ vẫn mở trong một thời gian dài để ổn định giá trị đo.

Một kỹ thuật thay thế khác sử dụng bộ chuyển đổi thời gian sang kỹ thuật số (TDC) thay vì các phép đo tương tự. Các phép đo được thực hiện trong miền thời gian bằng cách kết hợp một điện trở cầu với một tụ điện và cấp điện cho cảm biến biến dạng chỉ trong khoảng 100 μS. Phương pháp này tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu hiệu ứng tự tỏa nhiệt. Các phương pháp khác nhằm giảm công suất có thể cho phép các kỹ thuật cảm biến mà nếu không sẽ bị coi là không thể chấp nhận được đối với các ứng dụng cảm biến không dây.

Nếu mức tiêu thụ điện năng là mối quan tâm hàng đầu, thì mức tiêu thụ điện năng điển hình của các loại cảm biến khác nhau nên là điểm khởi đầu trước khi tìm kiếm cảm biến có công suất thấp nhất cho một nút cảm biến cụ thể. Bảng 1 hiển thị các giá trị khả dụng cho các ứng dụng cảm biến phổ biến.

Bảng 1. Mức tiêu thụ năng lượng của các loại cảm biến khác nhau.

Nhiều cảm biến MEMS sử dụng cảm biến điện dung và hoạt động với mức tiêu thụ điện năng thấp. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng luôn hoạt động như thiết bị theo dõi thể dục, thiết bị đeo thông minh và các sản phẩm khác yêu cầu mức tiêu thụ điện năng cực thấp, cảm biến áp suất điện dung kỹ thuật số có thể tiêu thụ hơn miliampe trong quá trình chuyển đổi. Ở điện áp từ 1,5 đến 3,6 V, một số cảm biến có thể tiêu thụ <0,1 μA ở chế độ chờ. Tùy thuộc vào tốc độ lấy mẫu quá mức (OSR), dòng điện cung cấp và thời gian chuyển đổi ADC riêng lẻ có thể tăng lên gấp 25 lần hoặc hơn; do đó, nên sử dụng tốc độ thấp nhất có thể.