Quiero medir la potencia consumida por mi diseño que va desde uW hasta décimas de mW. Los valores de potencia que desearía poder registrar digitalmente para poder usarlos para el análisis posterior. Puede ser otra forma también está bien. Pero no tengo la intención de escribirlos.
El diseño tiene alrededor de tres niveles de consumo de energía. Sueño Profundo, Procesamiento y Transmisión.
La razón por la que quiero hacer esto es porque quiero analizar mi propio diseño y ver si puedo mejorar su eficiencia energética. Otra razón es que quiero incluir lo mismo en el documento de la conferencia que deseo publicar más adelante.
Solo hay una entrada de energía para todo el diseño. El voltaje de trabajo es de 3,3 V. Las ráfagas de corriente van desde 2A (rango de ms) a uA (rango de minutos). Un ciclo incluye Adquisición, Procesamiento y Transmisión, lo que lleva alrededor de 1,5 minutos.
Una pregunta importante que debe hacerse es: ¿Quiero que la solución se incluya en el diseño/electrónica de mi placa y se almacene en mi microcontrolador?
Las soluciones proporcionadas por Kamil son universalmente aplicables para cualquier diseño electrónico, y pueden reutilizarse para otros proyectos, lo que puede hacer que la inversión inicial en tiempo y dinero sea un umbral, pero puede "cancelarlo" en muchos proyectos.
Si desea incluir las mediciones en su propio sistema para mediciones y registros indefinidos, deberá tomar algunas buenas decisiones sobre el ciclo de energía.
Primero: su microcontrolador nunca usará tanta corriente: ¡Ah! Cree una ruta de medición que monitoree todos los dispositivos de baja corriente y otra que monitoree los dispositivos de alta corriente. Después de todo, asumo que apagará activamente los componentes electrónicos de alta potencia con una fuga muy, muy baja.
Si puede hacer eso, hacer que la ruta de alta corriente de manera confiable baje a una corriente absolutamente insignificante, puede agregar una segunda parte de inteligencia, alimentada antes de las mediciones actuales, por supuesto, que monitorea el consumo de todos los demás dispositivos. Como su controlador principal no puede medir en modo de suspensión profunda, ya que el ADC no estará funcionando y, si lo está, será el 90 % o más de su consumo total.
Luego, solo necesita poder encender o apagar el dispositivo de medición actual con el controlador principal para realizar mediciones durante períodos de tiempo determinados, mientras permite una corriente de suspensión mínima durante los períodos de tiempo restantes.
Alternativamente, debe decirse que los ADC de precisión de 24 bits a baja frecuencia y baja ganancia unitaria, pero también la amplificación de alta precisión, no tienen por qué costarle oro, por lo que se puede determinar una curva completa si lo desea, a tasas tales como 1kSps. incluso puede ser asequible, permitiendo que un ADC de audio-frecuencia (>36kSps, <112kSps) se estabilice y convierta durante un largo período.
Simplemente divida sus medidas y hágalas con diferentes herramientas.
Para el sueño profundo y el procesamiento, puede usar/construir algo como esto (como un convertidor de voltaje de corriente muy bajo):
uCurrent (conectado a un osciloscopio digital): es hardware abierto y realmente bueno para propósitos como este
Para transmisión (rango 2A) - osciloscopio y alguna resistencia de derivación.
Si desea medir 2A con una resolución de 1uA y una precisión razonable, simplemente olvídelo.
Algo como esto costará probablemente más que todo el diseño. Necesitaría al menos un ADC de 21 bits, un amplificador de muy, muy bajo ruido y un equipo costoso en el taller (para medir qué tan impreciso es su dispositivo de medición).
Andy alias
kamil
Denis