Desarrollo e implementación de un sistema electrónico para medir y caracterizar el consumo de sistemas empotrados

MDC

Un reloj digital, un teléfono inteligente, una pulsera electrónica y un sensor inalámbrico son algunos ejemplos de sistemas empotrados. Es fácil observar que este tipo de dispositivos juegan un papel muy importante en la sociedad actual.

Tras analizar con detalle este tipo de dispositivos nos damos cuenta de que en numerosas ocasiones son autónomos desde un punto de vista energético, es decir, se alimentan a través de baterías o pilas. En estos casos, será de gran interés para el diseñador obtener un perfil de consumo del dispositivo con la finalidad de poder estimar un tiempo de vida del mismo.

Realizar este proceso de caracterización en ocasiones no será para nada trivial, incrementándose considerablemente cuando trabajemos con dispositivos cuyo comportamiento no sea constante a lo largo del tiempo, pudiendo existir grandes diferencias de consumo entre un momento y otro como, por ejemplo, en las redes de sensores inalámbricos.

Ante la inexistencia de herramientas comerciales económicas que nos permitan caracterizar un dispositivo similar a los presentados anteriormente, nos propondremos realizar con este proyecto una herramienta de bajo coste con dicha funcionalidad. Para ello, diseñaremos, por un lado, un dispositivo hardware que nos permitirá medir el consumo de un tercero de forma fiable y, por otro, una herramienta software a través del cual el usuario podrá acceder a los datos adquiridos y procesarlos según considere, obteniendo la información relevante para el análisis del consumo.

Entre las restricciones a las que tendremos que hacer frente destacamos lo que se conoce como tensión de Burden. La tensión de Burden se define como la tensión que cae en el instrumento de medida por el mero hecho de medir. Fruto de esta restricción, será necesario incluir en el sistema, un mecanismo de regulación que cambie el estado del sistema de forma que, en ningún caso, la caída de tensión en bornes de nuestro dispositivo supere los 0,1 V.

tensiondeburdenLimitación de la tensión de Burden.

 

Adicionalmente al prototipo hardware, se desarrolló una interfaz que nos permitirá trabajar con el perfil de consumo obtenido durante el proceso de adquisición, facilitando el análisis de los datos.interfaz

 

Interfaz de usuario

Entre las funcionalidades incluidas en la aplicación destacamos: el panel de representación, que nos permitirá hacer zoom en un intervalo de tiempo específico; el panel de datos, donde se mostrarán los valores de interés del sistema (valor mínimo, máximo y medio) y el panel de configuración de umbrales, que nos permitirá conocer cuánto tiempo ha permanecido el sistema un una banda acotada de consumo.

MDC montaje

Montaje real del sistema completo