🛠 Profiler la consommation : µA réels, DC/DC et Power Profiler Kit

Por qué el nRF52833-DK es un banco de medición

La Guía del usuario del kit documenta pines de medición de corriente dedicados: P22 (dominio VDD) y P23 (dominio VDDH), con los puentes de soldadura SB40/SB41 que se deben cortar y huellas para resistencias en serie de 10 Ω — la interfaz prevista para los Power Profiler Kit / PPK II de Nordic. La guía de medición de corriente de Nordic toma de hecho este DK como plataforma de referencia. Añada el interruptor SW6 « nRF ONLY » que aísla el MCU de interfaz J-Link OB — sin él, mide el consumo del depurador, no el del SoC — y el interruptor SW9 que selecciona la fuente (VDD / Li-Po / USB).

Las cifras de referencia (Product Spec v1.7, 3 V)

• 0,6 µA en System OFF (retención de RAM desactivada);
• 1,5 µA en System ON con despertar por RTC;
• 4,9 mA en pico de emisión (0 dBm), 4,6 mA en recepción;
• 52 µA/MHz en CoreMark desde la flash — a 64 MHz, la escala de lo que cuesta la CPU.

El SoC integra reguladores DC/DC + LDO (alimentación de 1,7–5,5 V): activar el DC/DC en el firmware suele ser el primer ahorro en un perfil de radio intenso. Temperatura de funcionamiento de −40 a +105 °C: el dispositivo está cualificado muy por encima de un MCU de aplicación clásico.

Paso 1 — Preparar el kit

1. Corte los puentes SB40/SB41 (o utilice los pines P22/P23 con pinzas) para insertar el amperímetro en serie en el dominio deseado — VDD para el núcleo/lógica, VDDH si alimenta en la parte alta del rango.
2. Ponga SW6 en nRF ONLY para excluir la interfaz J-Link OB de la medición.
3. Desconecte el terminal serie: la Guía del usuario (§9) advierte que las mediciones son erróneas mientras el convertidor USB-serie esté conectado.
4. Fuente: USB 5 V, conector Li-Po J6/P27 (2,5–5,0 V), VIN en P20 (3–5 V), alimentación externa en P21 (1,7–3,6 V), o el puerto CR2032 incluido en la caja — útil para validar un presupuesto real de batería.

Paso 2 — Conectar el PPK II

El PPK II reemplaza la fuente de alimentación por su fuente programable y muestrea la corriente continuamente (hasta 100 kS/s), con exportación CSV para integrar el perfil en carga media. Sin PPK: un microamperímetro en los pines de medición es suficiente para los puntos de reposo (System OFF / ON+RTC), pero no para capturar los picos de radio de unos pocos ms.

Paso 3 — Construir un perfil útil

Mida en este orden: (1) System OFF, (2) System ON en reposo con RTC que despierta, (3) ciclo de radio completo — publicidad al intervalo deseado, conexión, intercambios — jugando con los 4 niveles de potencia (−20 a +8 dBm en pasos de 4 dB) y las tasas de datos (2 Mbps vs 125 kbps Long Range: menos reintentos, picos más cortos). La fórmula clave: µA·s por ciclo × número de ciclos = Ah/día.

Trampas

• Olvidar SW6 en posición de interfaz → mide ~mA en lugar de ~µA y saca conclusiones erróneas.
• Terminal serie conectado → mediciones distorsionadas (documentado).
• El boost de 5 V integrado y su diodo de protección inversa producen una caída de tensión: con batería Li-Po, mida también bajo la tensión real de la batería.
• Las anomalías de silicio (erratas) pueden afectar al RTC — un despertar que se desvía invalida todo el presupuesto; consulte el tutorial sobre erratas.