Medir la energía total utilizada por un proyecto

Cargue una tapa a un voltaje conocido. Luego, alimente este circuito desde la tapa durante cualquier período de tiempo. Cuando haya terminado, mida el voltaje que queda en la tapa. Cambie el tamaño de la tapa a lo que sea apropiado para el consumo de energía y la duración de la prueba. Aquí está la fórmula:

\ $ Amps = Farads * \ frac {(V_ {start} - V_ {End})} {Seconds} \ $

El resultado, amperios, serán los amperios promedio durante la duración de la prueba. Recuerde que el límite se mide en Farads, así que no use microfaradios en su lugar.

La caída de voltaje de la tapa durante la prueba debe ser bastante pequeña, quizás 0.1 o 0.2 voltios. Más grande y obtienes otros efectos extraños que influyen en tus medidas.

Y otra nota: la mayoría de los topes tienen terribles tolerancias en su capacidad. Calibre primero usando una carga de resistencia de 1% o 0.1% en lugar de su circuito de microcontrolador. Intente tener su V_Start y V_End aproximadamente cerca de lo que tendría para la prueba real para maximizar la precisión. Oh, si puede evitarlo, no deje su multímetro conectado durante la prueba, solo para medir los voltajes de inicio y final.

Eso es lo mejor que se me ocurre para medir cosas de muy baja potencia en segundos o minutos. Si se calibra correctamente, también debería ser bastante preciso.

He encontrado este problema antes. Mi mejor manera de solucionar el problema fue construir un filtro RC para suavizar la corriente de entrada. Algo como el circuito que se muestra en la siguiente figura.

Porsupuesto,debenelegirsevaloresaceptablesdeRyCyesposiblequenecesiteusarunoscuantoscondensadoresgrandesenparaleloparaC.Conestecircuitodefiltradoensulugar,puedeusarunDMMregularconunafunciónpromedio(utilizadocuandoelamperímetrosemuestraenelcircuitodearriba)paramedirlacorrientepromediodelDUT.SiintentaraconectarelDMMenserieconelDUTsinelfiltro,entonceslatensióndecargadelaresistenciadederivaciónenelDMMprovocaríaelfallodelDUTcuandopasaradelmododesuspensiónalmodoactivo.Conestefiltro,elcondensadorpuedesuministrarelexcesodecorrientenecesariacuandoeldispositivosecambiaalmodoactivoyluegocargarselentamentemientraselDUTestáenreposo.

Elsiguientegráficomuestralaideademaneramuyaproximada.Latrazarojarepresentaelverdaderosorteoactualdelosdispositivos,mientrasquelatrazaverderepresentaelempateactualfiltrado.Debidoaqueelconsumodecorrientefiltradoestácambiandomáslentamente,lafunciónpromediodelDMMpodráestimarloconmuchamásprecisión.Además,elvoltajedecargadelosDMMseconvierteenunproblema.

Por supuesto, el condensador tendrá una corriente de fuga, vale la pena intentar caracterizarlo si desea conocer la corriente promedio con mucha precisión. Sin embargo, este término generalmente se puede ignorar de manera segura porque cualquier corriente de fuga solo aumentará el consumo promedio medido. es decir. el dibujo 'real' debe ser superior a este para que no se sobreestime el tiempo de implementación del dispositivo.

He hecho esto con una pequeña resistencia en serie con el circuito y luego, como usted, utilizando el área bajo la curva para encontrar la energía total utilizada. Usamos un osciloscopio para capturar los modos de operación y lo agregamos todo desde allí.

Para confirmar nuestro trabajo inicial con el osciloscopio, armé un NI DAQ y un software LabVIEW para medir continuamente la energía utilizada durante 10 períodos completos de operación. El bajo consumo de energía del PIC causó un problema, ya que las entradas de 1M DA en el DAQ lo cargaron, así que almacené en el búfer el DAQ con un electrómetro de impedancia de entrada de 200TΩ (Keithley 6514A) para evitar que esto suceda.

Para ser honesto, aunque los datos fueron precisos, no fue muy diferente de hacer un par de suposiciones sobre el sorteo actual del modo de suspensión y luego usar el método de alcance.

Si desea lo mejor de ambos, puede usar el método de alcance para medir la corriente de operación y luego ver si puede obtener acceso a un medidor de fuente para el consumo de corriente en modo de suspensión, nuevamente habrá algunas suposiciones pero nada drástico. .

Use una resistencia de derivación con un circuito integrador de precisión.

Hay varias implementaciones: un autocero op-amp + precisión capacitor + reset circuit; o un convertidor V / F. Un convertidor V / F es más adecuado para esta tarea; convierte el voltaje en frecuencia, y puede seguir contando los pulsos hasta el infinito con su contador de pulsos favorito (la mayoría de los microcontroladores tienen uno, o puede crear su propio contador discreto). Los medidores de batería normalmente usan convertidores V / F internamente (consulte los medidores de batería bqXXXX de TI) pero son difíciles de encontrar de forma independiente.

Será mucho más preciso que un osciloscopio.