nRF52 低功功耗测试

发布于 2021-02-21 21:07:09

nRF52 低功耗的测试工程

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项目的硬件说明

  • 此工程 SDK的版本为 nRF5_SDK_17.0.2_d674dde
  • 以下工程都是以IAR for arm V8.32.1

以下的电流分析仪为:PM132A

仪器链接为:https://shop221754637.taobao.com

PM132A主要功能:

  • 10K 采样率
  • 1uA-3A 自动量程测试
  • 简单的上位机操作
测试工程
ble_app_beacon
ble_app_uart

BLE Beacon 项目(nRF52840)

  • 工程在examplesble_peripheralble_app_beacon

官方工程的功耗

重要参数 备注
广播间隔100mS
平均电流185uA
广播峰值电流10mA由于板内有大电容,此峰值并非芯片的发射电流
底电流14uA

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

Beacon 关Log

  • 修改sdk_config.h 如下

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

测试项目
底电流3uA
平均电流173uA
广播间隔100mS
广播峰值电流10mA由于板内有大电容,此峰值并非芯片的发射电流

Beacon 广播间隔

  • 在main.c文件修改广播间隔。一般500mS - 1S Beacon 也可以满足实际的需求。
//#define NON_CONNECTABLE_ADV_INTERVAL    MSEC_TO_UNITS(100, UNIT_0_625_MS)  /**< The advertising interval for non-connectable advertisement (100 ms). This value can vary between 100ms to 10.24s). */
#define NON_CONNECTABLE_ADV_INTERVAL    MSEC_TO_UNITS(500, UNIT_0_625_MS)  /**< The advertising interval for non-connectable advertisement (500 ms). This value can vary between 100ms to 10.24s). */

在这里插入图片描述

测试项目
广播间隔500mS
底电流3uA
平均电流38.86uA
广播峰值电流10mA由于板内有大电容,此峰值并非芯片的发射电流

Beacon的发射功率

static void advertising_init(void)
{
    ...

    err_code = sd_ble_gap_adv_set_configure(&m_adv_handle, &m_adv_data, &m_adv_params);
    APP_ERROR_CHECK(err_code);
    //设置 tx db
    err_code = sd_ble_gap_tx_power_set(BLE_GAP_TX_POWER_ROLE_ADV, 0,8);
    APP_ERROR_CHECK(err_code);
}
  • 8dBm

在这里插入图片描述

测试项目
广播间隔500mS
底电流3uA
平均电流83.68uA
广播峰值电流22mA增加了发射功率,电流就增大了
  • 4dBm

在这里插入图片描述

测试项目
广播间隔500mS
底电流3uA
平均电流59.62uA
广播峰值电流24.68mA增加了发射功率,电流就增大了
  • 0dBm

在这里插入图片描述

测试项目
广播间隔500mS
底电流3uA
平均电流39.54uA
广播峰值电流8.3mA增加了发射功率,电流就增大了

发射功率总结:

  • 以我的经验测试发现,4dbm与0dbm的距离增远不了多少,但功耗增加了不少。调整天线,更有利于增加距离。
  • 官方代码默认是0dbm

DCDC

  • 要硬件支持DCDC才支持这个功能。
  • 但Beacon打开下图,并不会打开DCDC的功能

在这里插入图片描述

    ble_stack_init();
    //在 stack 的 初始化后,立马打开。
    sd_power_dcdc_mode_set(NRF_POWER_DCDC_ENABLE);
    sd_power_dcdc0_mode_set(NRF_POWER_DCDC_ENABLE);

在这里插入图片描述

| 测试项目 | | |
| ------------ | ----------- | ---------------------------- |
| 广播间隔 | 500mS | |
| 底电流 | 3uA | |
| 平均电流 | 21.87uA | 平均电流可以降低 |
| 广播峰值电流 | 4mA | 增加了发射功率,电流就增大了 |
| | | |

32.768K 晶体功耗

nRF52 可以省32.768K晶体,但不能省32M晶体。

  • 功耗会相应的增加
  • RTC时钟不准。

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

BLE Uart 工程 (nRF52832)

官方工程广播功耗

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

测试项目
广播间隔40mS
底电流1.8mA
平均电流2.71mA平均电流可以降低
广播峰值电流11.8mA增加了发射功率,电流就增大了

官方工程连接功耗

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

测试项目
连接间隔75mS
底电流1.84mA
平均电流2.23mA平均电流可以降低
广播峰值电流8.4mA增加了发射功率,电流就增大了

串口功耗优化

nRF52 串口电流 是非常大的,建议使用时候把它关闭。

  • 现在为了简单起见,直接把串口关闭做测试。
int main(void)
{
    bool erase_bonds;

    // Initialize.
    //uart_init(); //注释了uart
    log_init();
    timers_init();
    buttons_leds_init(&erase_bonds);
    power_management_init();
    ble_stack_init();
    gap_params_init();
    gatt_init();
    services_init();
    advertising_init();
    conn_params_init();

    // Start execution.
  //  printf("\r\nUART started.\r\n");//注释串口打印
    NRF_LOG_INFO("Debug logging for UART over RTT started.");
    advertising_start();

    // Enter main loop.
    for (;;)
    {
        idle_state_handle();
    }
}
//BLE 接收
static void nus_data_handler(ble_nus_evt_t * p_evt)
{

    if (p_evt->type == BLE_NUS_EVT_RX_DATA)
    {
        uint32_t err_code;

        NRF_LOG_DEBUG("Received data from BLE NUS. Writing data on UART.");
        NRF_LOG_HEXDUMP_DEBUG(p_evt->params.rx_data.p_data, p_evt->params.rx_data.length);
#if 0 //关闭BLE接口转串口的代码
        for (uint32_t i = 0; i < p_evt->params.rx_data.length; i++)
        {
            do
            {
                err_code = app_uart_put(p_evt->params.rx_data.p_data[i]);
                if ((err_code != NRF_SUCCESS) && (err_code != NRF_ERROR_BUSY))
                {
                    NRF_LOG_ERROR("Failed receiving NUS message. Error 0x%x. ", err_code);
                    APP_ERROR_CHECK(err_code);
                }
            } while (err_code == NRF_ERROR_BUSY);
        }
        if (p_evt->params.rx_data.p_data[p_evt->params.rx_data.length - 1] == '\r')
        {
            while (app_uart_put('\n') == NRF_ERROR_BUSY);
        }
#endif
    }

}

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-FcMWfjgZ-1613732764505)(picture/image-20210216141124915.png)]

广播间隔与关闭Log的优化

一般带连接的广播间隔设置为200ms-500ms,具体要看项目的功耗需求。现在设置了300ms测试

#define APP_ADV_INTERVAL                MSEC_TO_UNITS(300, UNIT_0_625_MS)   //广播间隔300ms

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

    power_management_init();
    ble_stack_init();
    //sd_power_dcdc_mode_set(NRF_POWER_DCDC_ENABLE); //由于硬件无法支持DCDC,所以无法打开进行测试。

在这里插入图片描述

测试项目
广播间隔300mS
底电流0.2uA
平均电流76uA平均电流可以降低
广播峰值电流11.69mA增加了发射功率,电流就增大了

连接间隔的设置

连接间隔主要看数据量大不大,如果数据不大,尽量控制在200ms左右,如果在大量的突发数据,可以动态改变连接间隔,从而降低功耗,如果是BLE4.2+,把长包打开,并设置长一些间隔。

#define MIN_CONN_INTERVAL               MSEC_TO_UNITS(200, UNIT_1_25_MS)             /**< Minimum acceptable connection interval (200 ms), Connection interval uses 1.25 ms units. */
#define MAX_CONN_INTERVAL               MSEC_TO_UNITS(500, UNIT_1_25_MS)             /**< Maximum acceptable connection interval (500 ms), Connection interval uses 1.25 ms units. */

在这里插入图片描述

3个广播通道的广播电流

在这里插入图片描述

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张世争
张世争 2021-02-22

裸机工程?

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