Как посчитать энергопотребление и мощность устройства на Arduino?

Question

[Alexus5000]

Разрабатываю автономные весы для ульев с беспроводной передачей данных. Для весовой платформы за основу взял Arduino UNO к ней подключена АЦП HX711 с тенходатчиками, датчик шума CMA и датчик температуры MCP, и радиомодуль NRF. Питается Arduino UNO от батареи 3.7В через преобразователь до 5В и солнечный модуль. Данные будут передаваться на ардуино нано а потом через gsm модуль по смс. К Arduino Nano подключены модуль GSM Ai-Thinker A6 и радиомодуль NFR24L0. Питается от батереи 3.7В с преобразователем до 5В и солнечной батареей. Как рассчитать какой ток будет потреблять система и какую мощность будет выдавать? И сколько времени хватит батареям с такой конструкцией как посчитать? Может у вас будут более эффективные предложения? Желательно подробно расписать формулы для расчета. Буду благодарен!

Comments

[Владимир Коротенко]

Поищите на хабре там был цикл статей именно по ульям с тензо датчиками и по моему с мобильной телеметрией.
Все в общем то зависит от кода. Как часто вы будете нырять в сон.

Answer 1

[VT100]

Можно предусмотреть в цепи питания каждого из устройств перемычку для подключения амперметра и править ПО наблюдая ток потребления, как в фильме "Аполлон-13". Надо только помнить, что не всякий прибор сможет показать, например, GSM-burst.
Но, поскольку для адекватной правки всё равно надо будет изучать документацию, то можно с неё и начать... Токи потребления в режимах ожидания - дадут верхнюю границу тока покоя системы. В рабочих режимах - типичное потребление тока. Далее - проинтегрировать эти токи за длительный период. Например, за час состояние ожидания составит 50 минут, работа без передачи данных - 9 минут и передача данных 1 минута. Средний ток = (I1*50+I2*9+I3)/60. И не забывать пересчитывать токи DC/DC конвертеров через мощность на выходе и входе (сообразно измению напряжений) и типовому КПД.

Comments

[Alexus5000]

А как посчитать какое потребление будет например когда Arduino Nano принимает от радиомодуля данные, и потом передает их через GSM на sim карту? Просто рабочие токи сложить?

[VT100]

Да.

[Alexus5000]

VT100, вопрос ещё по мощности, вот у меня батарея 3.7В + солнечная панель ,через повышающий преобразователь получается 5В , но радиомодуль NRF питается 3.3В, мне его отдельно по мощности нужно считать и складывать? и радиомодуль нужно питать от ардуино или через понижающий преобразователь?

[VT100]

радиомодуль нужно питать от ардуино или через понижающий преобразователь?

По вкусу. Если модуль выдерживает напряжение полностью заряженного аккумулятора (4.2 В), то можно его запитать и напрямую от аккумулятора. Если нет - понадобится стабилизатор.

мне его отдельно по мощности нужно считать и складывать

Да, отдельно.
Если он будет запитан от аккумулятора - сложить все токи потребления по 5 В, пересчитать их во входную цепь конвертера (мощность на входе конвертера = мощность на выходе + потери в преобразователе), прибавить потребление NRF.
Если он будет запитан от 5 В через стабилизатор - сначала пересчитать потребление NRF в цепь 5 В, потом суммировать его с остальными потребителями.

P.S. Для линейного стабилизатора ток на входе равен выходному + ток потребления стабилизатора. По мощности пересчитывать не надо.

[Alexus5000]

VT100, а Ардуино хватит мощности чтобы питать GSM модуль ему же под нагрузкой нужно до 900 мА + датчики?Читал что сам ардуино выдает максимум 1А .

[VT100]

Т.к. GSM-модуль это личинка мобильника, то и питать его надо напрямую от аккумулятора (через вывод Vbat). В пике они довольно легко потребляют 2 А.

P.S. Отредактировано. Убран ненужный вопрос и уточнена цифра.

[Alexus5000]

VT100, Arduino Nano и GSM Ithinker A6

[Alexus5000]

VT100, А вы не знаете какой алгоритм работы будет ? Вот у меня есть две платы Arduino UNO и Arduino NANO они связываются между собой через радиомодуль NRF24L0, к Arduino Uno подключены датчики температуры, они считывают показания и передают на Arduino NANO а с ардуино нано уже по gsm модулю на сим карту. Так вот как вообще происходит эта передача не знаете? вот например когда арудино нано получает инфромацию gsm модуль ещё спит? вот алгоритм вообще не понятен если сможете объяснить буду очень благодарен!

Answer 2

[Владимир Коротенко]

https://habr.com/ru/post/444326/