关键词: 物联网
问：使用Nordic Semiconductor的Power Profiler Kit II来估算无线物联网传感器的电池寿命
电池供电的无线物联网传感器通常大部分时间处于睡眠状态，以最小化电流消耗并最大化电池寿命。为了估算电池寿命，需要确定传感器的电流消耗。Nordic 的 Power Profiler Kit II 是一个出色的工具，可用于测量设备在活动和睡眠模式下的电流。
描述
估算设备电池寿命需要了解设备中使用的电池类型和尺寸及其平均电流消耗。电池供电的传感器通常在睡眠和唤醒模式之间循环，以最小化平均电流消耗。本项目使用 Nordic Semiconductor 的 Power Profiler Kit II 来测量示例无线传感器在唤醒和睡眠期间的平均电流。
有关本项目中使用的传感器的详细信息，请访问：
Machinechat 与电池供电的 Xbee3 无线 Zigbee MS8607 环境传感器
图1、 Nordic Semiconductor 的 Power Profiler Kit II
硬件
NRF-PPK2 Nordic Power Profiler Kit II – PPK2 支持从 200nA 到 1 A 的动态电流测量，并可用于为连接的板供电以及测量其电流。对于电流表模式，外部电源必须为被测设备 (DUT) 提供 0.8 到 5V 之间的 VCC 电平。对于电源模式，PPK2 提供 0.8 到 5V 之间的 VCC 电平，板载稳压器为外部应用提供高达 1A 的电流。PPK2 还可以使用数字输入作为低端逻辑分析仪，实现代码同步测量。
软件
nRF Connect for Deskto pnRF Connect for Desktop 是一个跨平台的工具框架，用于协助 nRF 设备的开发。它包含许多应用程序，用于测试、监控、测量、优化和编程您的应用程序。 Power Profiler (nRF Connect for Desktop 中的应用程序) 此应用程序与我们的 Power Profiler Kit 配合使用。它允许您读取、分析和导出 Power Profiler Kit 的测量结果。
测试设置、测量和结果
在本项目中，PPK2配置为电流表模式，并与电池组和物联网传感器的VCC串联连接。有关设置PPK2硬件和使用Power Profiler GUI的说明，请参阅Nordic的Power Profiler Kit II用户指南。
下面的示意图展示了PPK2和物联网传感器的测试连接方式。
图2、PPK2和物联网传感器的测试连接方式
PPK2和物联网传感器测试设置Scheme-it示意图和BOM链接
下面的PPK2截图显示了物联网传感器的电流消耗。
图3、物联网传感器电流测量
图4、物联网传感器唤醒平均电流测量
图5、物联网传感器睡眠平均电流测量
基于上述测量，唤醒期间的平均电流为1.77mA，持续时间为5.135秒，睡眠期间的平均电流为4.21uA，持续时间为60秒，总唤醒/睡眠周期约为65秒。这计算出近似平均电流为0.142mA。基于2100mAh的电池容量（截止电压为2.1V），物联网传感器的电池寿命估计约为1年8个月。
结论
Nordic的Power Profiler Kit (PPK2) 使测量设备在睡眠和活动模式下的平均电流变得容易。一旦确定了设备的平均电流消耗，计算设备电池寿命的估计就变得简单。PPK2的低成本、宽电流和电压范围、易于使用的GUI以及详尽的文档使其成为任何想要更好地了解设备功耗的人不可或缺的工具。
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