PowerTool
Бюджет питания электронного устройства как схема, которую можно посчитать: дерево питания, режимы работы и срок жизни от батареи.
Инструмент внутренний, поэтому всё снято с его собственных скриншотов.
IBM Plex Sans
ЗаголовкиAa
- PowerToolRegular 400
- PowerToolSemiBold 600
АБВГҐДЕЄЖЗИІЇЙ abcdefghijklm 0123456789
IBM Plex Mono
ТекстAa
- PowerToolRegular 400
- PowerToolSemiBold 600
АБВГҐДЕЄЖЗИІЇЙ abcdefghijklm 0123456789
Скругления
- 6 px
- 8 px
- пилюля
Кнопки: 6 px
Шкала текста
- AaТабло, 28 px
- AaH1, 15 px
- AaТекст, 14 px
Контраст
- 14,6 : 1текст на фоне, AAA
- 2,3 : 1надпись на кнопке
Контекст
Внутренний инструмент Рената, сооснователя студии. Им пользуется команда, которая проектирует автономные устройства. Инструмент закрытый и в открытом доступе не работает, живую версию показываем на созвоне. Для кейса мы собрали полную демо-модель: LoRaWAN-датчик почвы и воздуха на одном элементе 18650.
Проблема
Бюджет питания обычно живёт в Excel: столбец токов, столбец КПД и сумма внизу. Такая таблица ничего не знает о режимах устройства. КПД преобразователя в ней постоянный, хотя на деле зависит от тока и напряжения. И она не покажет, что режим на полпроцента времени съедает четыре пятых заряда.
Ограничение
Ответ должен сходиться до микроампера. Поэтому каждый компонент описан так же, как в даташите: пределы по напряжению и току, ток покоя, кривые КПД для нескольких входных напряжений. Чисел, которых нет в даташите, модель не выдумывает.
Решения: там, где они живут
Почему мы сделали именно так.
Переключатель режимов наверху: сон, измерение, поиск GNSS, передача. Блоки стоят на месте, меняются все числа, так что видно, чем один режим отличается от другого.
R1 в линии батареи работает измерительным шунтом. Рядом с расчётными 59, стоит то, что намерил прибор: 6 .
Каждый преобразователь показывает вход, выход, КПД и потери в текущем режиме. КПД берётся с кривой для реального тока и напряжения, поэтому 88, здесь посчитаны.
Питание GNSS идёт через ключ SW1. В этом режиме он разомкнут, шина становится пунктирной, модуль показывает . Ток утечки ключа, 2 , модель тоже учитывает.
Датчиковая голова нарисована на отдельном листе. Шины 5V и 3V0 приходят туда через именованный порт, как схема переходит через разъём. У двухметрового кабеля своя модель потерь.
Переключатель режимов наверху: сон, измерение, поиск GNSS, передача. Блоки стоят на месте, меняются все числа, так что видно, чем один режим отличается от другого.
R1 в линии батареи работает измерительным шунтом. Рядом с расчётными 59, стоит то, что намерил прибор: 6 .
Каждый преобразователь показывает вход, выход, КПД и потери в текущем режиме. КПД берётся с кривой для реального тока и напряжения, поэтому 88, здесь посчитаны.
Питание GNSS идёт через ключ SW1. В этом режиме он разомкнут, шина становится пунктирной, модуль показывает . Ток утечки ключа, 2 , модель тоже учитывает.
Датчиковая голова нарисована на отдельном листе. Шины 5V и 3V0 приходят туда через именованный порт, как схема переходит через разъём. У двухметрового кабеля своя модель потерь.
Что мы сделали и почему
Профиль миссии и срок работы
Период, длительность каждого режима и режим, который забирает остаток времени. На выходе средний ток, заряд за период и срок работы элемента. Длительность передачи никто не вписывал: её считает лист радиомодуля.
Расчётный лист внутри компонента
Для нагрузок, где ток получается в конце расчёта. Свой движок формул знает 46 функций и ещё четыре, которых нет в Excel: лист понимает, в каком режиме его спрашивают. Здесь он считает время LoRa-передачи по spreading factor и длине пакета, и результат становится длительностью режима.
plotgrab: кривые из даташита
Кривые КПД в даташите есть только картинкой. Две опорные точки на ось, пипетка на каждую кривую, рамка на легенду, и таблица для компонента готова. На наборе из 69 кривых медианная погрешность 0,02 высоты кадра.
Модель против измерений
Что намерил прибор в каждом режиме, лежит рядом с тем, что говорит модель. При поиске GNSS модель ждёт 96,6 , прибор показывает 99, , расхождение +3,2 . Модель, которую никто не сверяет, остаётся рисунком.
Что получилось
Инструмент показывает то, что таблица средних прячет. В демо-модели поиск GNSS занимает 0,5 времени и забирает 81, заряда. Модель сверяется со стендом: в том же режиме расчёт даёт 96,6 , измерение 99, , разница 3,2 .
Взгляд поближе
Нажми на кадр: он откроется на весь экран.