PowerTool
Rozpočet napájení elektronického zařízení jako schéma, které se dá spočítat: strom napájení, provozní režimy a výdrž na baterii.
Nástroj je interní, vše jsme změřili na jeho vlastních snímcích obrazovky.
IBM Plex Sans
NadpisyAa
- PowerToolRegular 400
- PowerToolSemiBold 600
АБВГҐДЕЄЖЗИІЇЙ abcdefghijklm 0123456789
IBM Plex Mono
TextAa
- PowerToolRegular 400
- PowerToolSemiBold 600
АБВГҐДЕЄЖЗИІЇЙ abcdefghijklm 0123456789
Zaoblení
- 6 px
- 8 px
- pilulka
Tlačítka: 6 px
Velikosti písma
- AaDisplej, 28 px
- AaH1, 15 px
- AaText, 14 px
Kontrast
- 14,6 : 1text na pozadí, AAA
- 2,3 : 1popisek tlačítka
Kontext
Interní nástroj Renata, spoluzakladatele studia. Používá ho tým, který navrhuje autonomní zařízení. Nástroj je uzavřený a veřejně neběží, živou verzi ukážeme na hovoru. Pro případovou studii jsme sestavili celý demo model: LoRaWAN senzor půdy a vzduchu na jednom článku 18650.
Výzva
Rozpočet napájení obvykle žije v Excelu: sloupec proudů, sloupec účinností a součet dole. Taková tabulka o režimech zařízení nic neví. Účinnost měniče je v ní konstanta, přitom ve skutečnosti závisí na proudu a napětí. A neukáže, že režim na půl procenta času spotřebuje čtyři pětiny náboje.
Omezení
Odpověď musí sedět na mikroampéry. Proto je každá součástka popsaná stejně jako v datasheetu: meze napětí a proudu, klidový proud, křivky účinnosti pro několik vstupních napětí. Čísla, která v datasheetu nejsou, si model nevymýšlí.
Rozhodnutí, a kde v návrhu sedí
Proč jsme to tak udělali.
Přepínač režimů nahoře: spánek, měření, hledání GNSS, odeslání. Boxy zůstávají na místě a mění se všechna čísla, takže je vidět, čím se jeden režim liší od druhého.
R1 v lince baterie slouží jako měřicí bočník. Vedle vypočtených 59, stojí to, co naměřil přístroj: 6 .
Každý měnič ukazuje vstup, výstup, účinnost a ztráty v aktuálním režimu. Účinnost se bere z křivky pro skutečný proud a napětí, takže 88, je tu spočítaných.
Napájení GNSS jde přes spínač SW1. V tomto režimu je rozepnutý, větev je čárkovaná a modul ukazuje . Svodový proud spínače, 2 , model počítá také.
Senzorová hlava je nakreslená na samostatném listu. Větve 5V a 3V0 do ní vedou přes pojmenovaný port, jako když schéma přechází přes konektor. Dvoumetrový kabel má vlastní model ztrát.
Přepínač režimů nahoře: spánek, měření, hledání GNSS, odeslání. Boxy zůstávají na místě a mění se všechna čísla, takže je vidět, čím se jeden režim liší od druhého.
R1 v lince baterie slouží jako měřicí bočník. Vedle vypočtených 59, stojí to, co naměřil přístroj: 6 .
Každý měnič ukazuje vstup, výstup, účinnost a ztráty v aktuálním režimu. Účinnost se bere z křivky pro skutečný proud a napětí, takže 88, je tu spočítaných.
Napájení GNSS jde přes spínač SW1. V tomto režimu je rozepnutý, větev je čárkovaná a modul ukazuje . Svodový proud spínače, 2 , model počítá také.
Senzorová hlava je nakreslená na samostatném listu. Větve 5V a 3V0 do ní vedou přes pojmenovaný port, jako když schéma přechází přes konektor. Dvoumetrový kabel má vlastní model ztrát.
Co jsme udělali, a proč
Profil mise a výdrž
Perioda, délka každého režimu a režim, který bere zbytek času. Výsledkem je průměrný proud, náboj za periodu a výdrž článku. Délku odeslání sem nikdo nenapsal: počítá ji list rádiového modulu.
Výpočetní list uvnitř součástky
Pro zátěže, kde proud vychází až na konci výpočtu. Vlastní vzorcový engine zná 46 funkcí a k tomu čtyři, které Excel nemá: list ví, v jakém režimu se ho model ptá. Tady počítá dobu vysílání LoRa ze spreading factoru a délky paketu a výsledek se stane délkou režimu.
plotgrab: křivky z datasheetu
Křivky účinnosti existují v datasheetu jen jako obrázek. Dva referenční body na osu, kapátko na každou křivku, rámeček na legendu a tabulka pro součástku je hotová. Na sadě 69 křivek je medián chyby 0,02 výšky snímku.
Model proti měření
Co přístroj naměřil v každém režimu, leží vedle toho, co říká model. Při hledání GNSS model čeká 96,6 , přístroj ukazuje 99, , rozdíl +3,2 . Model, který nikdo neověřuje, zůstane obrázkem.
Jak to dopadlo
Nástroj ukazuje to, co tabulka průměrů schová. V demo modelu zabírá hledání GNSS 0,5 času a spotřebuje 81, náboje. Model se ověřuje na stole: ve stejném režimu dává výpočet 96,6 , měření 99, , rozdíl 3,2 .
Detailnější pohled
Klikni na záběr a otevře se přes celou obrazovku