Tengo un sistema embebido con una MCU, un módulo GPS, un módulo GSM y un módulo TI. El proyecto depende en gran medida del consumo total de la batería. Para caracterizar el consumo de la batería, tengo que medir la corriente con respecto a cada módulo de la PCB integrada.
¿Alguien sabe cómo realizar mediciones de corriente desde la PCB con respecto a los módulos mencionados?
¿Puedes romper la conexión de alimentación de cada módulo de alguna manera? Por lo general, la medición de la corriente implicará la inserción de un amperímetro (como el modo de corriente de un multímetro) en el circuito entre la fuente y la alimentación del módulo. O si puedes poner una resistencia muy baja entre la fuente y la carga puedes medir la tensión y calcular la corriente.
Si no, podrías usar una sonda de corriente para un osciloscopio, pero en ese caso todavía tienes que romper la conexión e insertar un pequeño bucle de cable para poder poner la sonda alrededor. Esta es una buena manera de ver cómo es el perfil de la corriente. Lo mismo con el enfoque de la resistencia de potencia.
Por lo general, se diseña en la capacidad de romper la conexión de alimentación para medir la potencia. Además, algunos de los nuevos reguladores de Linear miden la corriente y la transmiten a través de un bus serie.
Si no tienes la posibilidad de interrumpir el recorrido de la corriente, sólo podrás medir la potencia total del sistema.
----- Actualización para responder a sus preguntas a continuación -------
Bueno, primero no tienes un DMM, ¿verdad? Porque para empezar eso va a ser más fácil para ti. Algo así:
Con eso lo único que tendrás que hacer es ponerlo en serie entre tu batería y tu placa de circuito.
Si quieres ir por la ruta del alcance puedes, pero tendrás que pedir una resistencia de 0,1 Ohm. Asegúrese de que usted consigue uno que es el derecho Wattage, como en P = i^2 * R. Así que si usted se consiguió una resistencia de 0,5 vatios 0,1 Ohm podría correr alrededor de 2 amperios a través de él.
Ahora coloca esa resistencia en tu circuito así (ignora que he dibujado 0,01, ¡lo hice antes de pensar en lo pequeñas que podrían ser tus corrientes!)
Fíjate en cómo conectas las sondas del osciloscopio, necesitas tomar una medida diferencial, porque estás intentando medir la caída de tensión a través de la resistencia. Normalmente te diría que usaras una sonda diferencial pero supongo que no tienes una. En su lugar, puedes juntar los dos cables de GND y atarlos a GND. Entonces coloca la primera sonda en un lado de la resistencia y la segunda en el otro lado. Cuando vayas a tu osciloscopio querrás restar esas señales entre sí. En un osciloscopio antiguo, esto puede significar que tienes que sumar e invertir un canal. Alternativamente, si tu osciloscopio está alimentado por baterías, puedes hacerlo flotar (también hay otras formas más peligrosas de hacerlo flotar). Sin embargo, yo recomendaría la ruta más segura.
Has elegido esa resistencia de 0,1 ohmios para facilitarte la vida. La ley de Ohmios dice que V = I * R, así que si consumes 10mA tu indicador se moverá en 1mV. Esperemos que no estés consumiendo sólo 10mA, si es así puede que tengas que ponerte más serio (o usar una resistencia más grande para ajustar tu salida de voltaje. Ten en cuenta que el indicador también captará algo de ruido, así que tienes que jugar con esa resistencia hasta que encuentres un punto feliz en el que obtengas más señal y menos ruido ambiental.
Espero que eso ayude
Otro enfoque que se puede utilizar es simplemente configurar la unidad con un medidor de corriente para medir el consumo total de la batería. Esta configuración es relativamente simple de lograr porque esa conexión es generalmente un solo punto y muy localizado.
A continuación, evalúe el consumo de corriente cuando su unidad funciona en modo de reposo. A continuación, ajusta el software para colocar varios módulos en el circuito bajo diferentes ciclos de trabajo. Hazlo de uno en uno, dejando los demás módulos en estado de reposo. Controle los cambios de corriente para cada ajuste del ciclo de trabajo. Una vez que hayas recogido todas las lecturas de corriente, podrás ver directamente cómo los cambios en el comportamiento operativo de tu sistema modifican el consumo total de corriente. Con estos datos puede ajustar el comportamiento operativo del sistema para conseguir el perfil de uso de energía de la batería que necesita para el producto.
A veces pueden salir cosas sorprendentes de una investigación como ésta. Puedes ver que el aumento de la potencia total de algunos módulos apenas cambia cuando se modifica su ciclo de trabajo de uso. Por otro lado, es posible que descubras la necesidad de añadir capacidades a tu diseño para soportar la regulación dinámica de la potencia de ciertos módulos para cumplir con un objetivo de presupuesto de energía. Esto puede incluir el darse cuenta de que debería soportar un modo de reposo y despertar periódico para el microcontrolador también.
Un último comentario. Si diseñas tu placa de forma que puedas soportar la conmutación de energía a varios módulos, esto añade un punto único conveniente en el FET de conmutación donde puedes añadir fácilmente la monitorización de la corriente del módulo individual.
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