功耗不能忽视若何精确测量无线通讯模块功耗？

在物联网的很多运用中，终端设备常日是电池供电，可用的电量有限。

由于电池存在自放电，最差情形下实际利用电量只有标称电量的70%旁边，如常用的CR2032纽扣电池，一节电池标称容量为200mAh,实际可能只有140mAh可以利用。

既然电池的电量如此有限，那么降落产品功耗就显得很主要了！
下面就先理解下常用的丈量功耗的手段，只有清楚了这些丈量功耗的方法，才能进行产品功耗优化。

一、功耗丈量

无线模块的功耗测试紧张在丈量电流，这里又分为静态电流与动态电流两种不同的测试。
在模块处于休眠或者待机状态时，由于电流不变革，保持一个静止的数值，我们称之为静态电流。
这时候我们可以采取传统的万用表来进行丈量，只须要在电源引脚串联一个万用表就可以得到所须要丈量的数值，如图1所示。

图1万用表测试

在丈量模块正常事情模式的发射电流时，由于旗子暗记发射所须要的韶光很短，全体电流是处于变革状态，我们称之为动态电流。
万用表相应韶光比较慢，很难捕捉到变革的电流，以是不能利用万用表丈量，对付变革电流，须要利用示波器和电流探头进行丈量，丈量结果如下图2。

图2电流探头丈量结果图

二、电池利用时长打算

无线模块常有两种事情模式，事情模式和休眠模式，如下图3所示。

图3均匀电流

上文数据来源于我司LM400TU产品，按照上图所示，两个发送包之间的发送间隔为1000ms，打算均匀电流：

也便是说，1秒内均匀电流大约为2.4mA，如果利用一节CR2032供电，空想情形下可以大约利用83个小时，约3.5天。
如果我们将事情时长延长为1个小时呢？类似的，可以通过上面的公式算出，1小时的均匀电流仅为1.67uA。
同样一节CR2032电池可以支持设备事情119760小时，约13年！
从上述这两个例子比较看出，增加发送包之间的韶光间隔，延长休眠韶光，可以降落整机的功耗，使得设备能够更长久的事情。
这也是为什么无线抄表行业的产品普遍利用年限很长，由于它们每天只发送一次数据。

三、常见功耗问题与缘故原由

为了担保产品的低功耗，除了增加包间隔韶光，还有便是降落产品本身的电流花费，也便是上面提及到的Iwork和Isleep。
正常情形下，这两个数值该当跟芯片数据手册同等，但如果用户利用不当，有可能涌现问题。
我们在测试模块的发射电流时，创造是否安装天线对测试结果有很大影响。
在带天线丈量的时候，某产品电流为120mA，但是如果拧掉天线，测试电流飙升到近150mA。
这种情形下的功耗非常紧张是由模块射频端失落配，引起内部PA事情非常导致的。
因此，我们建议客户在评估无线模块的时候，务必带载测试。

在前面的打算中，当发送间隔越来越长，事情电流占空比降越来越小，这时影响整机功耗的最大的成分便是Iwork和Isleep越小，产品续航韶光也就越长了。
这个数值一样平常都是与芯片数据手册靠近，但是我们常常碰着客户反馈测试的休眠电流偏大，那是为什么呢？

这个问题每每是由MCU的配置引起的，一样平常的MCU单个IO口功耗就能达到mA级别。
换句话说，如果欠妥心漏掉或者错配一个IO口的状态，很有可能就将毁坏前期的低功耗设计。
下面以某产品为例进行一个小实验，看看这个问题影响有多大。

图4产品A的低功耗IO配置测试结果

图5产品A的IO配置不当测试结果

在图4和图5的测试过程中，测试工具是同一个产品，同样配置为模块休眠模式，可以很明显看到测试结果的不同。
在图4中，所有IO都配置为输入下拉或者上拉，测试出来的电流仅为4.9uA，而图5中，仅仅把个中两个IO配置为浮空输入，测试结果为86.1uA。

如果保持图3的事情电流和时长不变，发送间隔为1个小时，带入不同的休眠电流打算。
按照图4的结果打算，一个小时的均匀电流为5.57uA，而按照图5则为86.77uA，相差约16倍。
同样利用一节200mAh的CR2032电池供电，产品按照图4的配置，可以正常事情韶光约为4年，而按照图5配置，这个结果仅为3个月旁边！

从上文实例可以看出，要尽可能延长无线模块的利用时长需遵照以下设计原则：

1、在知足客户运用需求的条件下，尽可能的延长发送包间隔，降落事情周期内的事情电流；

2、一定要精确的配置MCU的IO状态，不同厂家的MCU可能有不同配置，详细参考官方的资料。