Misura della durata della batteria in un'automobile connessa

Attività da eseguire

Man mano che applicazioni sempre più complesse vengono aggiunte alle funzionalità tipiche di un'automobile connessa, diventa sempre più importante comprendere in che modo le connessioni wireless cellulari e non cellulari assorbono energia. Ad esempio, si prevede che moduli elettronici come quelli per il sistema di geolocalizzazione e allarme eCall/ERA-Glonass continuino a trasmettere dopo un urto per un periodo di tempo definito. Le unità telematiche devono collegarsi regolarmente alla rete cellulare e può anche essere loro richiesto di scaricare un grande aggiornamento del firmware su una connessione cellulare quando il motore dell'automobile non è in funzione.

Soluzione di misura e collaudo

Per l'automobile connessa e le sue diverse applicazioni, il test di durata della batteria diventa allora più importante che mai. E per i sistemi di infotainment su cui gira un numero sempre crescente di app, è cruciale verificare tutte le funzionalità più recenti per ridurre il consumo energetico.

Per far fronti ai nuovi requisiti di funzionamento a bassissimo consumo, nelle sue versioni più recenti (12 e 13) lo standard 3GPP ha recentemente definito nuove funzionalità, come la modalità di risparmio energetico (PSM), DRX avanzato (eDRX) e DRX in modalità connessa (cDRX), per cercare di ridurre il consumo energetico quanto più possibile.

Le capacità di queste funzionalità di ridurre il consumo energetico possono essere verificate e analizzate solo in un ambiente controllato capace di emulare il funzionamento di una rete reale. Il sequenziatore R&S^®CMWrun offre la soluzione più adatta per effettuare in laboratorio dei test in condizioni realistiche ma controllate, utilizzando il ben noto strumento R&S^®CMW500. L'applicazione R&S^®CMWrun CMW-KT051 raccoglie campioni dalla sonda di potenza multicanale R&S^®RT-ZVC02/R&S^®RT-ZVC04 a una frequenza di campionamento elevata e visualizza la corrente e la tensione o anche la potenza calcolata istantanea (in Watt) nel tempo.

Sono stati previsti eventi di trigger di segnalazione specifici (ad esempio connessione LTE, collegato, stato di segnalazione inattivo o registrazione IMS), in corrispondenza dei quali vengono forniti maggiori dettagli (acquisendo più campioni). I risultati raccolti sono visualizzati e correlati nel tempo nel diagramma di consumo energetico. Il diagramma di consumo energetico è anche correlato con gli eventi a livello IP utilizzando l'analisi del traffico IP (R&S^®CMW-KM051), che indica quale app o flusso IP influenza la durata della batteria delle unità telematiche o di altri dispositivi wireless.

Le più recenti specifiche per la misura della durata delle batterie richiedono non solo il monitoraggio della corrente in funzione del tempo, ma anche quello della tensione, compreso il calcolo della potenza istantanea a elevate frequenze di campionamento. Per soddisfare tali requisiti di test, deve essere possibile misurare il consumo energetico di un dispositivo in base a un caso di utilizzo reale, ad esempio alimentato da una batteria reale o dall'interfaccia USB o anche da un adattatore di rete.

La sonda di potenza multicanale R&S^®RT-ZVC02/R&S®RT-ZVC04 è stata progettata per questo tipo di utilizzo e offre anche fino a due (R&S^®RT-ZVC02) o quattro (R&S^®RT-ZVC04) canali di misura di tensione e corrente.

Ciascun gruppo di misure di potenza comprende un voltmetro e un amperometro con risoluzione del convertitore analogico/digitale di 18 bit e una frequenza di campionamento di 5 Msample/s. La funzione di moltiplicazione incorporata, disponibile per ciascun gruppo di misura, garantisce una moltiplicazione sincrona, campione per campione, dei valori di corrente e tensione misurata a una frequenza di 5 Msample/s. L'unità di decimazione interna accumula l'energia consumata eseguendo la media su 100, 1000 o 10.000 campioni. Queste caratteristiche garantiscono che anche i picchi di consumo energetico molto brevi siano catturati, riducendo nel contempo il tasso di trasferimento dei dati a un livello gestibile da un PC. In base a questi dati, l'applicativo R&S^®CMWrun stima la durata della batteria e visualizza tutte le misure del gruppo di potenza quali corrente, tensione e potenza istantanea sul grafico degli eventi.

L'amperometro della sonda di potenza multicanale R&S^®RT-ZVC02/R&S^®RT-ZVC04 è dotato di shunt interni che possono essere selezionati per uno dei diversi intervalli di misura di interesse. La corrente può anche essere misurata in base a uno shunt esterno che viene configurato e inserito direttamente nel dispositivo in prova. In questo caso, la corrente è calcolata in base alla caduta di tensione su questo shunt esterno di riferimento: l'amperometro interno diventa un voltmetro ad alta impedenza, evitando perdite su cavi di connessione causate dalla presenza di correnti elevate. Sono disponibili varie opzioni di collegamento, quali ad esempio puntali da 4 mm, connettori con piedini e connettori a saldare, per coprire tutti i tipi di scenari applicativi.

R&S^®CMWrun offre frequenze di monitoraggio e visualizzazione (dopo la decimazione) di 10/100/1000 campioni/se fino a 50 kcampioni/s, nonché una funzione di zoom automatico per osservare brevi intervalli di tempo. Il trigger impostato sulla segnalazione può essere utilizzato per aumentare la frequenza di campionamento in corrispondenza di eventi significativi da monitorare.