备注:Otii是 Qoitech 设计的一种开拓工具,这个工具简化了能源花费的丈量和剖析,实现了物联网设备和运用的功耗优化,并延长了电池寿命。)
去年3月,我收到了Qoitech Otii Arc电源、功耗仪和数据采集(DAQ)装置。该装置紧张是想帮助硬件和软件工程师开拓低功耗的产品。
我已经用 ESP8266板和树莓派4 SBC 测试完这个装置了。以是,接下来我将展示如何开始这个装置,并总体我在硬件和程序方面的履历。
需求和初始设置该设备采取9V电源或微型USB适配器作为电源输入,电源的输出是喷鼻香蕉插头。但是由于我没有带喷鼻香蕉插头的电缆,以是我在eBay上买了一个,运费大约是5美元。
带喷鼻香蕉插头的电缆
这种电缆非常方便,可输出到USB(母头连接器)、鳄鱼夹和钩夹。但是,正如我们即将看到的,它可能不适用于所有类型的负载,并且你可能须要自己做一个更高额定值的电缆。
你须要下载适用于Windows 10/7 64位、Mac OS Catalina或Mojave,以及Ubuntu 18.04或19.04的Otii程序。我在运行Ubuntu 18.04的条记本电脑中安装了该程序,但操作系统大多时候都并不主要。
运行Otii程序
利用Qoitech Otii和ESP8266 ANAVI温度计电路板我必须得找一块板来测试该办理方案,刚好ANAVI温度计在我的桌子上充当温湿度显示器,以是我选择了它。
Otii与ANAVI温度计连接
Otii Arc(这是黑匣子的名称)将通过1根加了微型USB的电缆线为ESP8266电路板供电,并通过Ubuntu条记本电脑上的USB 3.0端口连接和供电。
下一步,我会紧张按照Qoitech网站上的快速入门指南进行操作。在Otii程序中单击“New Project”后,将显示“Project Settings”窗口。
Otii程序中配置的项目设置
我们可以设置主电压、过电流保护和数字I / O电压等级。第一次,我只能将主电压调到3.75V,但后来我想起我必须要额外连接一个9V的电源的才能达到4.55V。
ANAVI 温度计的电源电压该当是5V,但它仍旧可以在4.55V的状态事情,纵然我现在还没有利用DAQ引脚,我也将数字电压电平设置为了3.3V。
单击确定打开主窗口,并打开电源(绿色图标),然后单击记录开始查看当前的丈量值。
Otii功率电流图
它将会显示出一个随着韶光流逝而绘制出来的电流图。你可以选择数据、放大或者缩小、保存为PDF等。
Otii操作界面
如果你对代码或硬件做了一些变动,你可以通过重复录制将其叠加来比较结果。
Otii多次功耗丈量
第一次的时候,我没有浏览“Project Settings”窗口中的所有选项卡,在这里除了电流,你还可以启用各种电压记录和UART掌握台。作为参考,我利用了1.3的硬件版本和1.1.4版的固件。
Otii的项目设置选项
嗯,我看到了 UART掌握台?这看起来很有趣,以是让我们将ANAVI 温度计板的UART引脚连接到Otii Arc的DAQ连接器 Tx / Rx / GND引脚上试试。
连接ANAVI的温度计板
现在,让我们看一下电流和电压图表以及串行掌握台的图表。
有电流电压数据的UART掌握台
现在的显示结果是很好的,但是将UART直接连接到打算机并在终端中访问它会变得更好吗?答案是否定的。
串口日志打印
由于掌握台和图表可以同步,以是如果你能看到当前的峰值,你就可以轻松突出它。并且还可以突出显示Arc UART串行掌握台中的对应行。挺整洁的。
现在,如果我们看一下图表,可以看到左侧的最小电流非常低,并且有很多尖峰,对应于“正在考试测验MQTT连接的…”。这意味着芯片正在考试测验通过WiFi发送数据,尖峰低落则表示正在读取传感器数据。这意味着,当电路板理论上处于“空闲”状态时,电流花费很高,但不知何故,在该状态下电流和功耗要高得多。我猜想在传输过程中有一些对就寝函数的调用,而主循环中根本没有就寝。
这意味着芯片试图通过WiFi发送数据,当读取传感器数据时涌现峰值。这意味着当板处于理论“空闲”状态时,当前的抽吸值是很高的。但不知为何,在这种状态下的电流和功耗却要高很多。我预测只有在传输期间才能对就寝函数进行一些调用,而在主循环中根本就没有就寝函数。
把稳:ANAVI温度计的设计紧张是为了利用USB电源运行,因此功耗并不是很主要。但是作为一项如此有趣的练习,我还是考试测验使电路板进入了约10秒钟的深度就寝状态。
因此,我们将干系代码添加到了Arduino Sketch中:
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想要在Arduino Sketch中查看详情的话。ESP8266深度就寝要么须要用户操作(按RESET按钮),要么须要将RESET引脚连接到ESP8266芯片的GPIO16 / WAKE引脚上。因此,我利用RESET作为ESP8266MOD(aka ESP12-F)模块上的引脚1和GPIO16引脚4来实行了此操作。
ESP8266-Short-RESET-GPIO16唤醒管脚
如果你仔细看一下PCB,或者更大略一点,直接打开事理图。你会创造GPIO16也通过R1电阻连接到D1 LED上。我首先看错了事理图,把R1去掉了,但实在这是没有必要的。相反,我须要在sketch中注释掉所有对pinAlarm引用的GPIO16代码:
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现在,我们可以构建程序,并将其烧录到板上了。我认为不能通过Otii Arc进行此操作,因此我是通过USB转TTL来烧写的。对付利用开拓板开拓实际产品的人来说,企业版才是精确的办理方案。企业版的Otii程序许可编写脚本,从而使所有内容都可以自动化。例如变动程序、保存可以触发构建的代码、切换到Flash实用程序、切换到Otii Arc并自动开始丈量等。不过,这些并不在本评测的范围之内,有关Jenkins集成的信息请拜会Qoitech网站。
附带解释:烧录ANAVI板解释中的步骤之一是“按住ANAVI温度计上的RESET按钮,将5V电源插入ANAVI温度计的插孔中(不松开RESET按钮)”。记住你须要按住开拓板的复位按钮,然后插入Micro USB电缆,虽然这样并不是很方便。不过,Otii软件让这个操作变得大略了,你只需用一只手按下按钮,然后用另一只手单击Otii程序中的开机图标就可以了。
现在让我们运行该程序,大约等两分钟,我们就可以比较结果了。
Otii深度就寝状态
旧代码为绿色,新代码为赤色。利用我们的新代码,开拓板即将启动,读取传感器并进入深度就寝模式大约须要10秒钟,然后就重新启动。
只通过查看图表来检讨总体功耗实在并不随意马虎,但是我们可以选择一个周期区间,然后点击右上角。这时,我们会创造第二次运行时利用的能量少了很多。
Otii两次运行的能量花费比拟
第一次运行耗电量为9.90mwh,我们的“优化”软件耗电仅为7.94mwh。如果真的有人想利用ANAVI板作为电池供电的WiFi温度计,可能就会直接跳过MQTT连接重试了(失落败后进入深度就寝)。并且由于运用程序的不同,两次丈量之间进入深度就寝的韶光会更长。显示屏可能也得换,或者由电子墨水显示屏代替。
在Linux SBC上利用Otii Arc:树莓派4到目前为止,上面的评测是让我最深刻深刻的。但如果我们利用一些更耗电的东西,例如Linux SBC,也便是树莓派4 SBC,又会怎么样呢?我想试试
Otii连接树莓派4 SBC
我下载了Raspbian Buster Lite并将其烧写到了MicroSD卡上,并在/ boot中创建了一个空的ssh文件以启用OpenSSH。在后面我们会看到为什么须要它。
树莓派运行电压的设置
第一次的时候,我仿照了4.55V / 3A电源,但是树莓派板对电压的适应并不好:
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因此,我就隐约想起了该设备支持的是高达5V的电压,诀窍是在“电流”选项卡中禁用“Auto range”。
Otii提高到5V电压
我简要解释一下“Auto range”的含义:
勾选此框时,如果电流介于0mA和19mA之间,则利用更高的丈量精度间隔。但是,当Arc由直流插头供电,且USB模式下的电压高于3.75V和4.55V时,Arc将无法在此范围内保持恒定电压。当勾选此框时,如果电流在0mA和19mA之间,则利用更高的丈量精度间隔。
这实在对我们来说不是问题,由于树莓4不会只花费那么少电流的。我想指出的是,我们可以通过在Otti Arc和DUT之间插入另一个电源,从而可以利用具有更高输入电压的板子。
我们从Otii程序中启动板子看看,然后…
在Otii程序中启动
成功了!
大家须要把稳,示用户名显示和密码提示都是没有的,以是我只输入了这些。由于之前有人问过,以是我提醒一下大家。这是由于串行掌握台仅在收到CRLF后才能显示行。
下一步是在运行基准测试之前下载sbc-bench.sh脚本,但是Otii中的串行掌握台彷佛并不支持长命令,因此我通过SSH连接、下载,并安装了依赖项:
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让我们回到Otii程序中运行实际命令:
通过otii实行命令
请把稳,在进行操作之前,我们须要输入管理员密码。在测试运行时,我们可以单击日志上的任意位置以匹配图表上的干系部分。须要把稳,在Linux终端,该脚本的内容为“Executing tinybench”。在运行测试前,须要花费较长的一段韶光,然后才能“完成”。实行完测试后,在Arc UART终端,只有一次性“完成”时,被写入脚本(用CRLF编写的)才会显示整行。因此空想情形下,必须修正脚本才能逐行显示出每个步骤,除非Otii程序中有我遗漏的选项。
otii实行脚本
当脚本实行时,我们可以看到很多有关欠压检测的。但是从电压表来看,电压险些永久不会低落到5V以下,而且在实行时确实也很小。实在,我之前有过一些干系的履历,几年前我曾用自己的DIY功率丈量板和PC连接的万用表一起丈量S812和RK3288 TX盒的功耗,而当时我就创造“电缆电阻”是问题之一。
事实证明,喷鼻香蕉插头电缆的电阻为0.33欧姆,在最大电流花费为1.27A时对应于电缆另一真个0.42V压降,并且这不包括Micro USB电缆的电阻。这便是为什么我说在某些情形下,人们可能不得不用质量更好的电线和较短的长度来制作自己的电缆,以降落电阻。
我们看一下上面的图表,可以看到一个测试已经完成(pi@raspberrypi: ~$ in the serial console),电流低落大约须要一分钟的韶光。在SSH掌握台中检讨htop显示的7-zip时则仍在运行,以是大概我只是在最新版本的sbc-bench.sh脚本中创造了一个缺点,该脚本可能又运行了7-zip。
总而言之,Otii Arc可以与Arm Linux SBC或更多耗电的设备(如手机)一起利用,但是必须要把稳更多的细节(如电源线的电阻)以及对Otii终真个改进(即,串行掌握台/Ark UART),这样才能更好的实现。不过,这些可能都不是Qoitech客户们须要的紧张目标运用程序。
我还把稳到Otii软件中有一些缺点,比如:有光阴标会显示在缺点的位置上(例如:单击x时,光标显示在x – 200上)。又或者顶部菜单的下拉列表会涌如今条记本电脑的第二屏显示屏上。不过,重新启动程序是可以办理这些小问题的,而且可能会修复一些涌现过的缺点程序。
Qoitech Otii企业功能到目前为止,我在此评测中,都只利用了Qoitech Otii 标准版本的干系功能。实在,企业版中还有一些额外的功能,这些功能是须要额外付费的,例如Battery Profiling或Scripting。我的设备配有免费利用2周的容许证激活密钥,我想购买该工具的所有人该当都能得到这个试用版。
Otii的电池性能剖析和脚本编写
由于韶光限定,我无法详细研究这些功能。但基本上,我供应的这些该当可以让你仿照具有各种参数的电池,并编写Lua脚本来自动化测试了。
先试后买?对,可以先试后买!如果你对“让电池寿命再创新高”感兴趣,但预算又有限的话。建议你在花费不超过500美元的条件下,可以自己试试。这该当是很随意马虎做到的,由于Otii程序是免费下载的,而且该公司还在Github上推送了两个示例项目,你可以在利用数据和程序功能之前将其导入。
LoRaWAN SF7与SF12示例项目
Qoitech的这个办理方案:真的使得共享数据随意马虎多了。这实在是一个很不错的优点,最初我倒是没有想到的。如果你的公司在世界各地都有办事处,或者你须要在家事情,那么这真的是个很棒的功能。
结论这些年来,我进行过许多评测。当创造一些优质产品时,我就会很愉快。Qoitech Otii便是这些优质产品的个中一个。如果你须要开拓电池供电的产品,它可以为你节省大量的韶光,并在数小时内收回本钱。标准版的Qoitech Otii Arc现在可以在各个分销商处购买到,比如在矽速科技(Seeed Studio)上就有卖,价格是575美元。而如果你想要企业版的价格,那么则须要与该公司联系。你也可以在公司网站上找到更多的详细信息。
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