Чем мерять микропотребление процессора - mkA, Оценка энергоэффективности питания от батереи Опции

[k155la3]

Чем мерять микропотребление процессора - mkA
Оценка энергоэффективности питания от батереи
----------
Платформа MSP430F5438A с режимами сниженного энергопотребления LPM3.

Для отладки ПО необходимо аппаратно оценивать соответствие реального потребления устройства установленному лимиту энергии,
для максимизации ресурса батареи (литиий). Такой себе электросчетчик киловат-часов за определенный период времени (от секунд до суток).

(!) сложность в том что ток / напряжение на шунте импульсные.

(? 1) какая усилительная схема должна использоваться с шунтом ? (5-10 Ом)
(? 2) как инегрировать полученные значения замеров - цифровая обработка на базе контроллера
или может использоваться аналоговая схема ?
(? 3) как обеспечить динамический диапазон измерения тока от нескольких mkA до десятков mA ?

[Alex11]

Никто не мешает сделать все на рассыпухе. Усилитель для шунта нужно делать на обычном операционнике с питанием выше измеряемого напряжения. Не стоит использовать специальные усилители для токовых шунтов, т.к. у них в среднем все довольно плохо с линейностью в области малых токов. Снимаемое с шунта напряжение нужно интегрировать на RC-цепочке с временем сотни миллисекунд, затем измерять и интегрировать уже в цифре. Динамический диапазон - 16-разрядный АЦП дельта-сигма вполне подойдет. На небольшую скорость они не дорогие.
В качестве более простой альтернативы можно применить измеритель заряда аккумулятора (только нужно выбрать тот, который с интегратором тока). Между шунтом и измерителем обязательно поставить RC-цепочку, т.к. без нее будет сильно врать на импульсах. Он должен потянуть все без дополнительного усилителя. Может быть, нужно будет поиграться величиной шунта немного в большую сторону.

[RG29]

1. Есть такой монитор тока потребления в SOT23 - ZXCT1009.
2. Микроконтроллер и соотв. алгоритмы из области учёта потребления электроэнергии.
3. См. ДШ ZXCT1009

[uriy]

У STM этот вопрос не решен? http://www.st.com/en/evaluation-tools/32l152cdiscovery.html
Схема там привдена. Плата показывает на дисплее ток потребления.

[k155la3]

. . . .
Не стоит использовать специальные усилители для токовых шунтов, т.к. у них в среднем все довольно плохо с линейностью в области малых токов.
. . .

Спасибо за инф.
Аккумуляторные измерители интересно как готовое решение, если адаптировать под mKA/mA.
Пробовал использовать TSC101 от ST. На миллиамерных значениях работает вполне нормально, а вот для mkA
- использовать не получилось. У него, насколько я понял (возможно и ошибочно) есть нижняя полка,
которая не дает увидеть микроамперный ток (единицы-десятки).

1. Есть такой монитор тока потребления в SOT23 - ZXCT1009. . . .

Ok Спасибо. Покурим DS.

У STM этот вопрос не решен?
. . .
Схема там привдена. Плата показывает на дисплее ток потребления.

Да, я это рассматривал.
Там на шунт подключается инстр. усилитель собранный "россыпью".
А вот куда подается напряжение с инстр.усилителя (что за чип MFX-V2, какойто контроллер) - я так и не понял.
Есть только "мимолетное" упоминание о нем в схеме и описании.
Посему я это решение "отложил".
--------------
UM1879 User manual Discovery kit with STM32L476VG MCU
--------------
А вообще, при наличии такой платы (или ее покупке) - хороший вариант
Спасибо за инф.

ps - раскопать бы что за зверь MFX-V2, и что у него "на уме"

[iosifk]

Чем мерять микропотребление процессора - mkA
Оценка энергоэффективности питания от батереи
----------

Посмотрите Rennesas. Там есть специальные стартовые наборы, на которых собраны мониторы питания.
А MSP слишком старые. У них периферия работает только в программном режиме.
У Ренессасов можно запустить секвенсер который управляет периферией и только потом если нужно, запустить программное ядро...
Да и режимов малопотребляющих у них гораздо больше...

[rx3apf]

"Радиолоцман", апрель 2014, стр.20

Патенты US20130154594, US20140253096

"SLAU597.pdf" от TI

[k155la3]

iosifk, rx3apf спасибо за инф.
Будем посмотреть.

[Nixon]

Мы используем следующую схему ток/импульсного преобразователя.
измеритель потребленного тока
Отлично справляется с импульсным потреблением. Требует одноразовой калибровки (в зависимости от того как точно вам измерять нужно потребленный ток) и счетного входа контроллера. Собственное потребление единицы микроампер. Работает от единиц микроампер до десятков миллиампер. Проверена многократно на больших сериях.

[Tanya]

Чем мерять микропотребление процессора - mkA
Оценка энергоэффективности питания от батереи

или может использоваться аналоговая схема ?
(? 3) как обеспечить динамический диапазон измерения тока от нескольких mkA до десятков mA ?

Если схема измерения может больше потреблять (не питается от той же батарейки), то (уже где-то тут обсуждалось это) самый точный способ с большим динамическим диапазоном - интегратор, включаемый в виртуальный ноль. Если очень точно хотим, то во время сброса конденсатора в обратной связи размыкаем входной ключ от вспомогательного конденсатора.
https://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...t&p=1508270

[Andreas1]

Работает от единиц микроампер до десятков миллиампер.

У ОУ смещение до 150мкВ, как он может мерить десятки мкв на шунте?

[Ydaloj]

(? 3) как обеспечить динамический диапазон измерения тока от нескольких mkA до десятков mA ?

Граммар наци негодуэ.

/Зануда_mode_on
Нет такой единицы измерения mkA. Есть мкА, есть µA. Alt и 0181 в помощь, коль кириллические единицы обозначения глазу не милы.
/Зануда_mode_off

[Nixon]

У ОУ смещение до 150мкВ, как он может мерить десятки мкв на шунте?

А вы всмотритесь как он работает. Смещение влияет только на разную длительность импульсов в разных фазах. Но не на их количество.

[x893]

возьмите STK3200 (или другой) и меряйте.
предварительно переведя его в EM4.

[uriy]

У STM что-то вы похоже не то смотрели. Не вижу никаких MFX-V2.
Они меряют на MAX9938. Технология описана тут http://www.st.com/content/ccc/resource/tec....DM00031738.pdf