3章:無線マイコンTWE-Lite DIPのアナログ入力と消費電力の特性評価
作成2014.08.04
無線マイコンTWE-Lite DIPのアナログ入力と消費電力の特性評価を行います。
アナログ入力と消費電力の特性評価回路図
アナログ入力と消費電力の特性評価回路図を図3-1に示します。
電源電圧を一定にするため、低損失CMOS三端子レギュレータ 3.3V150mA XC6202P332TBを使用します。
また、電流計測用として47Ωの抵抗をいれました。(これにより供給電圧は若干低下します。)
アナログ入力評価用として半固定ボリューム (10kΩ)で分圧して、AI1の入力電圧を設定します。
無線マイコンTWE-Lite DIPは子機:間欠1秒モードを設定します。
計測される電流は無線マイコンTWE-Lite DIPと半固定ボリューム (10kΩ)で消費される電流の合計となります。
品名
単価
個数
小計
購入先
低損失CMOS三端子レギュレータ 3.3V150mA XC6202P332TB 2個入
50
1
50
秋月電子通商
半固定ボリューム (10kΩ) (10個入)
20
1
20
秋月電子通商
アナログ入力と消費電力の特性評価回外観
アナログ入力と消費電力の特性評価回外観を以下に示します。
アナログ入力の評価結果
AI1のアナログ入力評価結果を以下に示します。
電流計測用抵抗47Ωが無い時、供給電圧は正確に3.3Vとなります。この時入力電圧と表示値の傾斜はほぼ正確に1となりました。ただし、約24mVのオフセト誤差が確認されます。
電流計測用抵抗47Ωが無い時の電圧は
入力電圧=表示電圧+24(mV)
となります。
電流計測用抵抗47Ωを挿入すると供給電圧が若干下がり、入力電圧と表示値の傾斜は0.996となります。電流計測用抵抗47Ωを挿入すると若干ですが誤差が生じることがわかります。
消費電流の評価
消費電流の評価結果を図3-4に示します。
図3-4から
(1)1s間隔で電流が変化する。
(2)最大電流13.4mA
(3)平均電流0.59mA
(4)増大時間61ms
(5)動作開始電流4.8mA
等であることが確認できます。
さて、10kΩの分圧で消費される電流は
I=3.3/10k=0.33mA
となります。
従って、無線マイコンTWE-Lite DIPで消費される平均電流は
I=0.59-0.33=0.26mA
となり、10kΩの分圧で消費される電流より小さいことになります。
乾電池の寿命予測
(1)単三アルカリ乾電池の 放電容量2000mAH
(2)初期電圧は1.5Vで放電終止電圧は0.9V
(3)単三アルカリ乾電池を4個使用した場合、初期電圧は6Vで放電終止電圧は3.6V
(4)従って電池寿命は
電池寿命=2000/0.59=3390(h)=141(日)
となります。
結果の検討
(1)乾電池での使用を仮定した場合、放電によって電圧が変化し放電終止電圧は0.9Vとなる。
(2)供給電圧の変化は計測値の変化を引き起こす可能性がある。
(3)三端子レギュレータは電圧安定化に有効である。
(4)供給電圧3.3Vの時、AI1の「入力電圧=表示値+24(mV)」となる。
(5)評価回路は最大電流13.4mA、平均電流0.59mAである。
(6)単三アルカリ乾電池を4個使用した場合、電池寿命=2000/0.59=3390(h)=141(日)となる。
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