PowerTool
Бюджет живлення електронного пристрою як схема, яку можна порахувати: дерево живлення, режими роботи і строк роботи від батареї.
Інструмент внутрішній, тому все знято з його власних скриншотів.
IBM Plex Sans
ЗаголовкиAa
- PowerToolRegular 400
- PowerToolSemiBold 600
АБВГҐДЕЄЖЗИІЇЙ abcdefghijklm 0123456789
IBM Plex Mono
ТекстAa
- PowerToolRegular 400
- PowerToolSemiBold 600
АБВГҐДЕЄЖЗИІЇЙ abcdefghijklm 0123456789
Заокруглення
- 6 px
- 8 px
- пігулка
Кнопки: 6 px
Шкала тексту
- AaТабло, 28 px
- AaH1, 15 px
- AaТекст, 14 px
Контраст
- 14,6 : 1текст на тлі, AAA
- 2,3 : 1напис на кнопці
Контекст
Внутрішній інструмент Рената, співзасновника студії. Ним користується команда, яка проєктує автономні пристрої. Інструмент закритий і у відкритому доступі не працює, живу версію показуємо на дзвінку. Для кейсу ми зібрали повну демо-модель: LoRaWAN-датчик ґрунту й повітря на одному елементі 18650.
Проблема
Бюджет живлення зазвичай живе в Excel: стовпчик струмів, стовпчик ККД і сума внизу. Така таблиця нічого не знає про режими пристрою. ККД перетворювача в ній сталий, хоча насправді залежить від струму й напруги. І вона не покаже, що режим на пів відсотка часу забирає чотири п'ятих заряду.
Обмеження
Відповідь має сходитися до мікроампера. Тому кожен компонент описаний так само, як у даташиті: межі напруги й струму, струм спокою, криві ККД для кількох вхідних напруг. Чисел, яких немає в даташиті, модель не вигадує.
Рішення просто там, де вони живуть
Чому ми зробили саме так.
Перемикач режимів угорі: сон, вимірювання, пошук GNSS, передача. Бокси стоять на місці, змінюються всі числа, тож видно, чим один режим відрізняється від іншого.
R1 у лінії батареї працює вимірювальним шунтом. Поруч із розрахунковими 59, стоїть те, що намиряв прилад: 6 .
Кожен перетворювач показує вхід, вихід, ККД і втрати в поточному режимі. ККД береться з кривої для реального струму й напруги, тому 88, тут пораховані.
Живлення GNSS іде через ключ SW1. У цьому режимі він розімкнений, рейка стає пунктирною, модуль показує . Струм витоку ключа, 2 , модель теж рахує.
Датчикова голова намальована на окремому аркуші. Рейки 5V і 3V0 переходять туди через іменований порт, як схема перетинає роз'єм. Двометровий кабель має власну модель втрат.
Перемикач режимів угорі: сон, вимірювання, пошук GNSS, передача. Бокси стоять на місці, змінюються всі числа, тож видно, чим один режим відрізняється від іншого.
R1 у лінії батареї працює вимірювальним шунтом. Поруч із розрахунковими 59, стоїть те, що намиряв прилад: 6 .
Кожен перетворювач показує вхід, вихід, ККД і втрати в поточному режимі. ККД береться з кривої для реального струму й напруги, тому 88, тут пораховані.
Живлення GNSS іде через ключ SW1. У цьому режимі він розімкнений, рейка стає пунктирною, модуль показує . Струм витоку ключа, 2 , модель теж рахує.
Датчикова голова намальована на окремому аркуші. Рейки 5V і 3V0 переходять туди через іменований порт, як схема перетинає роз'єм. Двометровий кабель має власну модель втрат.
Що ми зробили, і чому
Профіль місії і строк роботи
Період, тривалість кожного режиму і режим, що забирає залишок часу. На виході середній струм, заряд за період і строк роботи елемента. Тривалість передачі ніхто не вписував: її рахує аркуш радіомодуля.
Калькуляційний аркуш усередині компонента
Для навантажень, де струм виходить наприкінці розрахунку. Власний рушій формул знає 46 функцій і ще чотири, яких немає в Excel: аркуш розуміє, в якому режимі його питають. Тут він рахує час LoRa-передачі зі spreading factor і довжини пакета, і результат стає тривалістю режиму.
plotgrab: криві з даташита
Криві ККД у даташиті існують лише картинкою. Дві опорні точки на вісь, піпетка на кожну криву, рамка на легенду, і таблиця для компонента готова. На наборі з 69 кривих медіанна похибка 0,02 висоти кадру.
Модель проти вимірювань
Що намиряв прилад у кожному режимі, лежить поруч із тим, що каже модель. Під час пошуку GNSS модель чекає 96,6 , прилад показує 99, , розбіжність +3,2 . Модель, яку ніхто не звіряє, лишається малюнком.
Що вийшло
Інструмент показує те, що таблиця середніх ховає. У демо-моделі пошук GNSS займає 0,5 часу і забирає 81, заряду. Модель звіряється зі стендом: у тому самому режимі розрахунок дає 96,6 , вимірювання 99, , різниця 3,2 .
Ближчий погляд
Натисни на кадр, і він відкриється на весь екран.