Mediciones de la duración de la batería en el automóvil conectado

La solución de medición de la vida de la batería para la plataforma R&S®CMW500 identifica que unidades de control de motor y que aplicaciones que se ejecutan en las unidades telemáticas afectan la vida de la batería.

Automóvil conectado
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Su misión

A medida que se añaden aplicaciones complejas al automóvil conectado, se hace más importante comprender cómo las conexiones inalámbricas celulares y no celulares consumen energía. Por ejemplo, se espera que módulos como los definidos para eCall/ERA-Glonass continúen transmitiendo después de un choque durante un tiempo definido, y las unidades telemáticas necesitan conectarse regularmente a la red celular e incluso se puede requerir la descarga de una actualización de firmware grande a través de una conexión celular cuando el motor del automóvil no está funcionando.

Solución de prueba y medición

Para el automóvil conectado y sus diversas aplicaciones, las pruebas de vida útil de la batería se vuelven más importantes que nunca. En el caso de los sistemas de infoentretenimiento, que ejecutan cada vez más aplicaciones, es fundamental probar las funciones más recientes para reducir el consumo de energía.

Las últimas versiones (12 y 13) de la norma 3GPP definidas recientemente como el modo de ahorro de energía (PSM), el DRX mejorado (eDRX) y el modo conectado DRX (cDRX) están impulsadas por los nuevos requisitos de potencia ultrabaja para reducir el consumo de energía tanto como sea posible.

La capacidad de estas funciones para reducir el consumo solamente se puede medir y analizar en un entorno de red simulado controlado. R&S®CMWrun ofrece la solución perfecta para realizar estas pruebas en condiciones reales y controladas sobre la base del popular R&S®CMW500. El R&S®CMWrun CMW-KT051 recopila muestras de la sonda de potencia multicanal R&S®RT-ZVC02/R&S®RT-ZVC04 a alta frecuencia de muestreo y muestra la corriente y el voltaje o incluso la potencia instantánea calculada (en vatios) en función del tiempo.

Solución de monitoreo de potencia absorbida
La solución de monitoreo de potencia absorbida con R&S®CMWrun basada en el R&S®CMW500 y la sonda de potencia multicanal R&S®RT-ZVC04.
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En la solución se han implementado eventos de disparo de señalización específicos (p. ej., activación LTE, estado conectado, señalización en reposo o registro IMS) que proporcionan detalles adicionales (es decir, más muestras). Estos figuran y se correlacionan con el tiempo en el diagrama de potencia absorbida. El diagrama de consumo de energía está también correlacionado con eventos en el nivel IP mediante análisis del tráfico IP (R&S®CMW-KM051), lo que indica qué aplicación o flujo IP afecta la vida útil de la batería de las unidades telemáticas u otros dispositivos inalámbricos.

Las especificaciones más recientes para mediciones de duración de la batería exigen no solo el monitoreo de la corriente a lo largo del tiempo, sino también del voltaje, incluyendo el cálculo de la potencia instantánea, a altas velocidades de muestreo. Para cumplir estos requisitos debe ser posible medir la potencia que consume un dispositivo partiendo de un caso de uso real, es decir, alimentado con una batería real o desde la interfaz USB o un adaptador AC.

La sonda de potencia multicanal R&S®RT-ZVC02/R&S®RT-ZVC04 está diseñada específicamente para cubrir precisamente estos casos de uso y ofrece hasta dos (R&S®RT-ZVC02) o cuatro (R&S®RT-ZVC04) canales de voltaje y de corriente.

Cada grupo de medición de potencia consta de un voltímetro y un amperímetro con resolución de 18-bit A/D y una frecuencia de muestreo de 5 MSa/s. La función integrada de multiplicador, disponible en cada grupo, asegura la multiplicación sincronizada, muestra por muestra, de las muestras de corriente y voltaje con una frecuencia de muestreo de 5 MSa/s. Una unidad de decimación interna registra la potencia consumida realizando promedios de 100, 1000 o 10 000 muestras. Esto asegura que se capturen incluso picos de consumo muy breves, mientras se reduce a la vez la velocidad de transferencia de datos a un nivel que permita el procesamiento mediante una PC. Sobre la base de estos datos, el R&S®CMWrun calcula la vida útil de la batería y muestra en el gráfico de eventos todas las mediciones de los grupos de potencia, como corriente, voltaje y potencia instantánea.

El amperímetro de la sonda de potencia multicanal R&S®RT-ZVC02/R&S®RT-ZVC04 está equipado con shunts internos que pueden seleccionarse para cada uno de los diferentes rangos de medición de interés. La corriente también se puede medir utilizando un shunt externo, configurado y montado directamente en el dispositivo bajo prueba. En este caso, la corriente se calcula a partir de la caída de voltaje en este shunt externo de referencia. El amperímetro interno se convierte en un voltímetro de alta impedancia, con lo que se previenen pérdidas en los cables de conexión provocadas por altas corrientes. Están disponibles varias opciones de conectividad para abarcar toda clase de escenarios de aplicación, como conectores de 4 mm, conectores de pines y pines de soldadura.

R&S®CMWrun permite seleccionar velocidades de monitoreo y visualización (tras la decimación) 10/100/1000 Sa/sy hasta 50 kSa/s, así como una función automática de zoom para intervalos de tiempo cortos. Para incrementar la frecuencia de muestreo de monitoreo se pueden utilizar eventos de disparo de señalización.

Pruebas de duración de la batería y prueba de rendimiento IP con análisis IP totalmente automatizado con R&S®CMWrun
Pruebas de duración de la batería y prueba de rendimiento IP con análisis IP totalmente automatizado con R&S®CMWrun
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