Medir el consumo de energía de un diseño que va de uW a décimas de mW

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Quiero medir la potencia consumida por mi diseño desde uW a décimas de mW. Los valores de potencia que deseo se podrían 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 unos 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 aumentar su eficiencia energética. Otra razón es que quiero incluir lo mismo en el documento de la conferencia que deseo publicar más adelante.

Sólo hay una entrada de alimentación para todo el diseño. La tensión de trabajo es de 3.3V. Las ráfagas de corriente varían desde 2A (rango ms) hasta uA (rango de minutos). Un ciclo incluye la adquisición, el procesamiento y la transmisión, que demora aproximadamente 1,5 minutos.

    
pregunta Dina

2 respuestas

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Una pregunta importante que debe hacerse es: ¿Deseo que la solución se incluya en el diseño / electrónica de mi tarjeta y se almacene en mi microcontrolador?

Las soluciones proporcionadas por Kamil son universalmente aplicables para cualquier diseño electrónico, y pueden ser reutilizadas para otros proyectos, lo que puede suponer una inversión inicial en tiempo y dinero, pero puede "cancelarlo" en muchos proyectos.

Si desea incluir las mediciones en su propio sistema para mediciones y registros indefinidos, tendrá que tomar algunas buenas decisiones sobre el ciclo de alimentación.

Primero: tu microcontrolador nunca utilizará tanta corriente: ¡Ah! Cree una ruta de medición que controle todos los dispositivos de baja corriente y uno que supervise los dispositivos de alta corriente. Después de todo, estoy asumiendo que apagará activamente la electrónica de alta potencia con una fuga muy, muy baja.

Si puede hacer eso, hacer que la ruta de alta corriente descienda a una corriente absolutamente despreciable, puede agregar una segunda parte de inteligencia, alimentada antes de las mediciones de corriente, que monitorea todo el consumo del otro dispositivo. Como su controlador principal no puede medir en modo de suspensión profunda, el ADC no se ejecutará y, si es así, será el 90% o más de su consumo total.

Luego, solo tiene que poder encender o apagar el dispositivo de medición de corriente con el controlador principal para realizar mediciones durante períodos de tiempo determinados, mientras se permite una corriente de sueño mínima durante los períodos de tiempo restantes.

Como alternativa, hay que decir que los ADC de precisión de 24 bits a baja frecuencia y baja unidad de ganancia, pero también la amplificación de alta precisión no deben costarle oro, por lo que se puede determinar una curva completa si lo desea, a tales tasas como 1kSps, incluso puede ser asequible, permitiendo que un ADC de frecuencia de audio (> 36kSps, < 112kSps) se asiente y convierta durante un largo período.

    
respondido por el Asmyldof
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Solo divide tus medidas y hazlas con diferentes herramientas.

Para la suspensión profunda y el procesamiento, puede usar / construir algo como esto (como un convertidor de voltaje de corriente muy bajo):

uCurrent (conectado al osciloscopio digital): es un hardware abierto y realmente bueno para propósitos como este

Para transmisión (rango 2A) - osciloscopio y algunas resistencias en derivación.

Si desea medir 2A con resolución 1uA y una precisión razonable, simplemente olvídelo.

Algo como esto costará probablemente más que todo tu diseño. Necesitaría al menos un ADC de 21 bits, un amplificador de ruido muy muy bajo y un equipo costoso en el taller (para medir cuán imprecisa es su dispositivo de medición).

    
respondido por el Kamil

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