STM32। नियंत्रक के लिए वजन घटाने का अभ्यास या आहार

किस तरह की बकवास, कुछ पाठक शायद तब सोचेंगे जब वे प्रकाशन का शीर्षक देखेंगे। क्या लेखक ने संसाधन पर गलती की? या इसे हब "गीक हेल्थ" में रखने की योजना थी? और वे आंशिक रूप से सही होंगे, लेकिन केवल आंशिक रूप से ... कटौती के तहत, हम इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की ऊर्जा खपत को कम करने और अनुकूलन के लिए एक विधि के बारे में बात करेंगे।

कुछ समय पहले, X-NUCLEO-LPM01A बोर्ड मेरे हाथों में गिर गया, जो तब तक निष्क्रिय था जब तक कि मैंने स्वायत्त शक्ति के साथ एक डिज़ाइन किए गए डिवाइस की बिजली की खपत का अध्ययन करने का फैसला नहीं किया।

यह बोर्ड STMicroelectronics द्वारा विकसित किया गया था और इसे "बिजली की खपत के माप के लिए पॉवर शील्ड, न्यूक्लियो विस्तार बोर्ड" के रूप में तैनात किया गया है। मुझे इस देवकी के साथ काम करने के लिए नेटवर्क पर एक व्याख्यात्मक रूसी-भाषा का विवरण नहीं मिला और खुद इसे जानने का फैसला किया, और साथ ही साथ सम्मानित हबर-समुदाय के साथ जानकारी साझा की।

यदि हम मुख्य को उजागर करते हैं, तो विस्तार बोर्ड 1.8 से 3.3 वोल्ट तक का प्रोग्रामेबल पावर स्रोत है, जो वास्तविक समय में लोड करंट को मापने की क्षमता के साथ है (डायनामिक मोड में)
50 mA) 100 kHz तक के नमूने की आवृत्ति के साथ। डिवाइस स्वतंत्र रूप से और हार्डवेयर-सॉफ्टवेयर कॉम्प्लेक्स के हिस्से के रूप में दोनों को संचालित कर सकता है। मापा मूल्यों को रेखांकन करने के लिए, STM32Cube MonitorPower उपयोगिता का उपयोग किया जाता है । यह सॉफ़्टवेयर आपको सभी आवश्यक पैरामीटर सेट करने और किसी ईवेंट (ट्रिगर लॉन्च) की घटना पर प्रसंस्करण करने की अनुमति देता है। X-NUCLEO-LPM01A को Nucleo-32 (64, 144), Arduino Nano (Uno) बोर्डों के साथ काम के लिए तेज किया जाता है , इस उद्देश्य के लिए संबंधित ढालों को इस पर रखा गया है, लेकिन मनमाने बोर्डों पर काम करना संभव है। नीचे दी गई तस्वीर बोर्ड पर कनेक्टर्स में से एक के अध्ययन के तहत डिवाइस के कनेक्शन को दिखाती है।

एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर के अलावा, X-NUCLEO-LPM01A कमांड मोड का समर्थन करता है, जिसके लिए किसी भी टर्मिनल प्रोग्राम को काम करना चाहिए । (यहाँ मैं थोड़ा उत्तेजित हो रहा हूँ, HTerm ने हाफ-किक से घाव कर दिया, लेकिन मुझे अपने पसंदीदा ZOC के साथ थोड़ा खेलना पड़ा)। इसके अलावा, विवरण को देखते हुए, वीसीपी ड्राइवर के उपयोग के माध्यम से, डिवाइस 3686400 बॉड तक की गति के साथ COM पोर्ट में डेटा डाल सकता है। ऐसी उच्च गति विशेष रूप से द्विआधारी डेटा स्ट्रीम (50 KHz से ऊपर के नमूने आवृत्तियों के लिए) को प्रेषित करके सुनिश्चित की जाती है, ASCII वर्णों के लिए गति थोड़ी कम है।

अधिक विशेष रूप से, वह कार्य जिसे मैं X-NUCLEO-LPM01A का उपयोग करके हल करने का प्रयास करूंगा :

1. प्रोग्राम कोड के अध्ययन किए गए स्थानों में ट्रिगर ट्रिगर X-NUCLEO-LPM01A का उपयोग करके डिज़ाइन किए गए उत्पाद में रुचि के नोड्स की गतिशील बिजली की खपत के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए।

2. बाद के सामान्यीकृत विश्लेषण के लिए आवश्यक टुकड़ों के संचय को व्यवस्थित करने के लिए डिवाइस के निरंतर संचालन की प्रक्रिया में।

नीचे दिया गया स्क्रीनशॉट डेटा रिकॉर्डिंग के दौरान एसडी कार्ड के वर्तमान लॉग को दिखाता है।

STM32Cube मॉनिटरपावर न केवल गुणात्मक रूप से अनुमति देता है, बल्कि अध्ययन के तहत डिवाइस की ऊर्जा खपत का मात्रात्मक मूल्यांकन भी करता है। उपभोग किए गए वर्तमान और एकीकृत ऊर्जा मूल्य के न्यूनतम, अधिकतम, औसत मूल्य चित्र के निचले हिस्से में दिखाए गए हैं। इस तरह के डेटा पूरे माप और चयनित टुकड़े के लिए दोनों उपलब्ध हैं।

उपयोगकर्ता पुस्तिका में, यह नोट किया जाता है कि माप का ट्रिगर ट्रिगर D7 के arinoino शील्ड के पैर में एक नाड़ी द्वारा किया जाता है। जैसा कि यह निकला, बाद की निरंतर रिकॉर्डिंग कार्यों के साथ प्रक्रिया की केवल एक शुरुआत। रिकॉर्डिंग वर्तमान (पल्स के दोनों मोर्चों पर) के लिए एक स्टार्ट-स्टॉप मोड को व्यवस्थित करने का प्रयास असफल रहा। यही है, एक बार बढ़ते मोर्चे पर सही जगह पर रिकॉर्डिंग शुरू करने के बाद, पल्स के गिरने वाले मोर्चे के साथ प्रक्रिया को धीमा करना संभव नहीं है। और यह काफी नहीं है जो मुझे इस डिवाइस से मिलने की उम्मीद थी।

समस्या यह है कि यह एक मैनुअल नियंत्रण है जो लक्ष्य नियंत्रक में घटनाओं के साथ सिंक्रनाइज़ नहीं है। आप निश्चित रूप से, अध्ययन के तहत डिवाइस के किनारे पर कमांड के संकेतित अनुक्रम को बनाने की कोशिश कर सकते हैं, मेजबान नहीं, लेकिन फिर एक्स-एनयूसीएलओ-एलपीएम 01 ए से डेटा आउटपुट स्ट्रीम भी नियंत्रक में छिड़क जाएगा और यह स्पष्ट नहीं है कि उनके साथ क्या करना है, और आउटपुट को " कहीं_ऑर्ट्स_प्ले " पर रीडायरेक्ट नहीं करना है। हालांकि UART Tx, Rx पिन बोर्ड पर हैं, वे मैनुअल में "आरक्षित" के रूप में दिखाई देते हैं और संभवतः वर्तमान फर्मवेयर संस्करण में शामिल नहीं हैं)। मैं इस स्थिति से बाहर निकला इस प्रकार है:

अब डेटा को एक सतत स्ट्रीम के बजाय, बैचों में कैप्चर किया जाएगा। यह दृष्टिकोण आपको कार्यक्रम के विभिन्न स्थानों और अलग-अलग समय अंतराल पर सर्किट की खपत का पता लगाने की अनुमति देता है, जो एक दूसरे से काफी दूर हैं। यही है, अगर एक घंटे (दिन, सप्ताह) काम करने वाले डिवाइस की ऊर्जा खपत पर जानकारी एकत्र करने की आवश्यकता है, तो आपको एक सतत स्ट्रीम लिखने की आवश्यकता नहीं है, और यहां तक ​​कि अधिकतम नमूना दर के साथ, और फिर इस गड़बड़ को समझें, लेकिन बस ऑपरेशन के उपरोक्त एल्गोरिथ्म को प्रदान करें। और अगर टर्मिनल प्रोग्राम अपने लॉग में समय मार्करों को लिखता है, जैसा कि नीचे दी गई तस्वीर में दिखाया गया है, तो इस तरह की फ़ाइल से घटना के इतिहास को पार्स करना काफी सरल होगा।

यह गति का पता लगाने और समय टिकटों के साथ एक वीडियो रिकॉर्डर की तरह है।

मुझे आपको X-NUCLEO-LPM01A का उपयोग करके प्राप्त स्क्रीनशॉट की एक जोड़ी दें । अंतर्निहित एडीसी से डेटा पढ़ते समय पहला नियंत्रक की बिजली की खपत है। टाइमर मूल्यों को 4 KHz की आवृत्ति के साथ 32 मानों को पढ़ा जाता है और मेमोरी में संग्रहीत किया जाता है।

दूसरे पर - समान रीडिंग और डेटा की बचत, लेकिन केवल नियंत्रक प्रत्येक माप के बाद "खुद को सोने की अनुमति देता है", जब तक कि अगले टाइमर व्यवधान नहीं आता, उपलब्ध ऊर्जा-बचत मोड में से एक का उपयोग करना।

माप के दौरान वर्तमान खपत में एक महत्वपूर्ण डेल्टा, ~ 6 एमए, तुरंत ध्यान देने योग्य है। ये दो उदाहरण कम-बिजली उपकरणों की बिजली की खपत को अनुकूलित करने का दावा नहीं करते हैं, लेकिन केवल एक्स-एनयूसीएलईओ-एलपीएम 01 ए की क्षमताओं को प्रदर्शित करते हैं, जो 1 एनए से धाराओं को मापने में सक्षम है।

अंत में, मैं कहूंगा कि, मेरी विनम्र राय में, यह देवकी पूरी तरह से उपयुक्त उपकरण प्रतीत होता है, जो एम्बेड टेबल पर आस्टसीलस्कप और लॉजिक सिग्नल एनालाइज़र के बगल में अपनी सही जगह ले सकता है। और वर्णित दृष्टिकोण का उपयोग न केवल बिजली-महत्वपूर्ण उपकरणों के विकास में "नियंत्रक की भूख को नियंत्रित करने" की अनुमति देगा, बल्कि आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के डेवलपर्स द्वारा सक्रिय रूप से उपयोग किए जाने वाले विविध ऊर्जा-बचत मोड में प्रक्रियाओं की गतिशीलता को बेहतर ढंग से समझने के लिए भी होगा।

बोर्ड की लागत - 7000 से अधिक रूबल, चित्र के इंद्रधनुष को ओवरशेड करता है, लेकिन क्या आधुनिक समय में इतनी महत्वहीन राशि इस अद्भुत देवकी के मालिक होने की संभावना से एक वास्तविक गीक को रोक सकती है?

PS यूएम में संकेत के बावजूद कि UART भविष्य के अनुप्रयोगों के लिए आरक्षित है, मैं अभी भी उस पर अटक गया और पाया कि यह एक दूसरे इंटरफ़ेस (I / O को VCP से दोहराया गया है) 921600 8N1 की गति से रहता है और इसे कमांड के रूप में उपयोग किया जा सकता है, प्रारंभ और शुरुआत के लिए रुकें - माप का अंत। इस दृष्टिकोण का नुकसान अध्ययन के तहत नियंत्रक के पक्ष में मुफ्त यूएआरटी की अनिवार्य उपलब्धता होगा, इस तथ्य का उल्लेख नहीं करना है कि कम घड़ी आवृत्तियों पर 921600 बाउड अक्सर असंभव होते हैं।

पीपीएस पहले से ही लेख लिखने के बाद, मैंने माप के प्रवेश द्वार पर और इसके अंत में ~ 2 एमए की अंतिम तस्वीरों में अंतर देखा। मैंने शायद ADC क्लॉकिंग को बंद नहीं किया था, या मैंने काम करने के लिए टाइमर छोड़ दिया था, लेकिन यह है, जैसा कि लियोनिद केनव्स्की कहना पसंद करते हैं: "एक पूरी तरह से अलग कहानी" ...