DIGITAL
LOW POWER MCU
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- ELETTRONICA OGGI 439 - SETTEMBRE 2014
Il circuito LV2 invece può confrontare la sorgente di ten-
sione con quattro livelli nell’intervallo che va da 1.8V a
2.9V. In questo esempio la tensione VCC viene misurata
ogni minuto utilizzando il modulo LVD1 per ottenere una
misura più accurata. Questo genera poi un interrupt nel
caso in cui la tensione di alimentazione si avvicini al limite
minimo di funzionamento che è di 2.7V a 32 MHz. Il micro-
controllore memorizza la tensione di batteria misurata e,
se necessario, invia un allarme alla centrale operativa del
gestore durante l’operazione di invio di aggiornamento
dello stato. Il circuito di misura della tensione della batte-
ria può funzionare alla frequenza di 1 MHz, di conseguen-
za il tempo di risveglio associato è di soli 4.8 μs. Il tempo
di elaborazione a 1 MHz è stimato essere di circa 35 μs. Di
conseguenza il tempo totale in modalità attiva è di circa
40 μs.
Invio di aggiornamento dello stato:
ogni 10 minuti la
funzione di invio di aggiornamento dello stato utilizza la
periferica seriale SPI per trasmettere i dati al sistema di
controllo centrale. Per calcolare l’energia utilizzata dal mi-
suratore di flusso, si assume che per eseguire il processo
di trasferimento dei dati siano necessari 1000 μs.
Ricezione di aggiornamento dello stato: ogni 10 minuti la
funzione di ricezione di aggiornamento dello stato utilizza
la periferica seriale SPI per ricevere i dati provenienti dal
sistema di controllo centrale.
Per calcolare l’energia utilizzata dal misuratore di flusso
si assume che per eseguire il processo di trasferimento
dei dati siano necessari 2000 μs.
Calcolo del consumo di corrente
medio del microcontrollore
La tabella 4 mostra il tempo di esecuzione e il relativo
consumo di corrente per ognuna delle funzioni del misu-
ratore di flusso. Il valore di consumo di corrente di 0.6 mA
(High Speed Run Mode; Tab. 3) viene qui utilizzato per-
ché la CPU del microcontrollore RX111 è attiva, così come
alcune delle periferiche a bordo. Quando il convertitore
ADC è attivo, allora si deve aggiungere un consumo di
corrente di 0.66 mA.
Per determinare la durata della batteria è necessario ese-
guire la somma dei prodotti tra il consumo medio di cor-
rente per ogni singola funzione e la relativa percentuale
della durata di tale funzione rispetto al totale. I risultati
sono mostrati nella colonna di destra della tabella 5. La
somma di questi prodotti fornisce il valore medio totale di
consumo del microcontrollore (ICC) che, in questo caso,
equivale a 1.46 μA.
Il maggiore responsabile del consumo totale del sistema
risulta essere il tempo speso nella modalità operativa Sof-
tware Standby che vale 0.79 μA, il che significa circa il
54% del totale di 1.46 μA. La lettura del flusso consuma
0.62 μA o, in altre parole, il 42% del totale. In applicazioni
come queste che restano inattive per la maggior parte del
tempo la corrente richiesta in Software Standby mode e
quella richiesta in Run mode sono quelle più importanti
nel calcolo del consumo medio totale di corrente. Di con-
seguenza è importante che il microcontrollore utilizzato in
questi progetti mostri eccellenti prestazioni di basso con-
sumo in entrambe le modalità operative.
Calcolo della durata della batteria
Per questo esempio applicativo si considererà l’utilizzo di
un pacco batterie della capacità di 300 mAh, che fornirà
una tensione di circa 3V per la maggior parte della sua
vita.
Date queste informazioni la durata della batteria viene
calcolata dividendo la capacità della batteria per il consu-
mo medio totale del microcontrollore così come mostrato
di seguito: 300000 μAh/1.46 μA = 206243 ore oppure, in
altri termini, 23.5 anni. Il calcolo rivela che la vita delle
batterie in un misuratore di flusso basato su RX111 ec-
cederà i 20 ann,i così come richiesto dalle caratteristiche
