Medición del consumo de energía de GameBoy

Actualmente estoy desarrollando mi propio juego GameBoy casero y me gustaría probar algunos trucos para reducir el consumo de energía (en aras del aprendizaje).

El GameBoy tiene una instrucción HALT que detendrá el reloj del sistema hasta que se dispare alguna interrupción. Me gustaría usarlo tanto como sea posible, pero necesito una forma de verificar que efectivamente reduce el consumo de energía. Soy bastante principiante en electrónica, así que no estoy seguro de cómo hacerlo.

Mi primera idea fue usar un multímetro entre la batería AA y los pines de la batería de GameBoy, pero creo que no será útil ya que el valor mostrado variará mucho y será ilegible (no es un valor promedio).

Lo que realmente necesito es una forma de calcular el consumo de energía promedio durante un tiempo determinado. ¿Hay alguna manera barata de hacer esto?

¿También puedo suponer que el voltaje será constante y que medir la corriente promedio es suficiente para la potencia de la computadora?

Si quisiera una forma de verificar que mejoró las cosas en lugar de una medición absoluta / precisa, podría intentar alimentarlo desde un capacitor y ver cuánto dura. Un supercap 1F probablemente lo mantendría funcionando el tiempo suficiente para ese tipo de pruebas, o 10F, etc., también son bastante asequibles ahora.
¿Sería posible usar solo un osciloscopio?
Un laboratorio de electrónica de la universidad tendría un alcance que puede usar
¿Por qué crees que los multímetros no pueden mostrar el valor promedio?

Respuestas (1)

Tuve el mismo problema, con un circuito Arduino alimentado por batería. Se despertaría durante un milisegundo, cada segundo, para verificar la entrada y luego dormiría. Quería que durara mucho tiempo con una batería. Con solo un multímetro, ¿cómo se mide el consumo de energía?

Obtuve buenos resultados precisos alimentando el circuito desde un condensador grande (a tierra) y una resistencia cuidadosamente elegida (en serie con la fuente de alimentación). Esto "suaviza" el consumo de corriente, lo que hace posible medir con un multímetro.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

R1 se elige para tener una caída de voltaje razonable en la corriente promedio . C1 se elige para mantener el tiempo constante del RC unos segundos o más, para que pueda leer el multímetro.

Por ejemplo, si espera que su procesador use 100 mA, el 5% del tiempo, la corriente promedio es de 5 mA. Una resistencia de 220 ohmios caerá aproximadamente 1 V a 5 mA, lo que debería estar bien. (si funciona con batería, esa es solo la diferencia entre baterías llenas y vacías).
Ahora elija un condensador tal que R*C > 10 s, de modo que la variación en 1 segundo sea inferior al 10 %. En este ejemplo, necesitará alrededor de 47 000 uF. Este tamaño no es difícil de encontrar; Consigue unos más grandes mientras compras.

Cosas a tener en cuenta:

  • cuando el procesador está en modo de velocidad máxima durante más de un breve período de tiempo, el condensador se agotará rápidamente y la resistencia de 220 ohmios no será suficiente para suministrar la corriente. Para evitar que esto reinicie su circuito, mantenga la resistencia cortocircuitada con un puente o cable de cocodrilo, hasta que su circuito se haya iniciado y esté en modo de ahorro de energía.
  • la lectura actual cambiará lentamente, por lo que debe esperar un tiempo para que se estabilice.
  • las variaciones de voltaje del lado de la fuente de alimentación también causarán variaciones de corriente, por lo tanto, use un suministro regulado en lugar de una batería.
  • debe precargar el condensador antes de conectar su circuito, de lo contrario, el lento aumento de voltaje podría hacer que no se inicie correctamente
  • todas las ideas anteriores dependen de que su circuito tenga algún tipo de regulador de voltaje, por lo que puede aceptar voltaje variable y seguir funcionando bien. Si es estrictamente de 5 V, es posible que deba agregar su propio regulador y suministrarlo con 9 V desde el arreglo RC. La lectura actual seguirá siendo precisa (si se trata de un regulador lineal).
  • fugas de condensadores y otras fugas como un voltímetro, si está utilizando el circuito anterior para medir microamperios. Prueba con y sin el circuito en cuestión
¿Por qué necesitamos una resistencia? (Perdón si es una pregunta tonta)
Para ralentizar las cosas, para filtrar la corriente que cambia rápidamente en algo lento. Imagine una fuente de alimentación de banco fuerte con una resistencia interna pequeña, el capacitor no hará ninguna diferencia, ya que su circuito consume corriente, la fuente la proporcionará. Solo al hacer que el suministro sea un poco suave, la corriente pulsada se vuelve bastante suave.