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

Pourquoi le nRF52833-DK est un banc de mesure

Le User Guide du kit documente des broches de mesure de courant dédiées : P22 (domaine VDD) et P23 (domaine VDDH), avec les ponts de soudure SB40/SB41 à couper et des empreintes de résistance série 10 Ω — l'interface prévue pour les Nordic Power Profiler Kit / PPK II. Le guide de mesure de courant Nordic prend d'ailleurs ce DK comme plateforme de référence. Ajoutez le switch SW6 « nRF ONLY » qui isole le MCU d'interface J-Link OB — sans lui, vous mesurez la consommation du débogueur, pas celle du SoC — et le switch SW9 qui sélectionne la source (VDD / Li-Po / USB).

Les chiffres de référence (Product Spec v1.7, 3 V)

• 0,6 µA en System OFF (rétention RAM coupée) ;
• 1,5 µA en System ON avec réveil par RTC ;
• 4,9 mA en pic d'émission (0 dBm), 4,6 mA en réception ;
• 52 µA/MHz en CoreMark depuis la flash — à 64 MHz, l'échelle de ce que coûte le CPU.

Le SoC intègre régulateurs DC/DC + LDO (1,7–5,5 V d'alim) : activer le DC/DC dans le firmware est souvent la première économie sur un profil radio intense. Température de fonctionnement −40 à +105 °C : la bête est qualifiée bien au-delà d'un MCU applicatif classique.

Étape 1 — Préparer le kit

1. Coupez les ponts SB40/SB41 (ou utilisez les broches P22/P23 avec des pinces) pour insérer l'ampèremètre en série sur le domaine voulu — VDD pour le cœur/logique, VDDH si vous alimentez en haut de plage.
2. Mettez SW6 sur nRF ONLY pour exclure l'interface J-Link OB de la mesure.
3. Déconnectez le terminal série : le User Guide (§9) avertit que les mesures sont fausses tant que le convertisseur USB-série est branché.
4. Source : USB 5 V, connecteur Li-Po J6/P27 (2,5–5,0 V), VIN sur P20 (3–5 V), alim externe P21 (1,7–3,6 V), ou le port CR2032 fourni dans la boîte — pratique pour valider un budget de pile réel.

Étape 2 — Brancher le PPK II

Le PPK II remplace l'alim par sa source programmable et échantillonne le courant en continu (jusqu'à 100 kS/s), avec export CSV pour intégrer le profil en charge moyenne. Sans PPK : un µA-mètre sur les broches de mesure suffit pour les points de repos (System OFF / ON+RTC), mais pas pour capturer les pics radio de quelques ms.

Étape 3 — Construire un profil utile

Mesurez dans l'ordre : (1) System OFF, (2) System ON idle avec RTC qui réveille, (3) cycle radio complet — publicité à l'intervalle visé, connexion, échanges — en jouant des 4 paliers de puissance (−20 à +8 dBm par pas de 4 dB) et des débits (2 Mbps vs 125 kbps Long Range : moins de retries, des pics plus courts). La formule qui compte : µA·s par cycle × nombre de cycles = Ah/jour.

Pièges

• Oublier SW6 en position interface → vous mesurez ~mA au lieu de ~µA et concluez n'importe quoi.
• Terminal série branché → mesures faussées (documenté).
• Le boost 5 V embarqué et sa diode de protection inversent donnent une chute de tension : en pile Li-Po, mesurez aussi sous la tension réelle de la pile.
• Les anomalies silicium (errata) peuvent toucher le RTC — un réveil qui dérive fausse tout le budget ; voyez le tuto errata.