Misurare il consumo del Wemos e controllare il deep sleep

Prima di scegliere la batteria e il pannello solare per il mio sensore di umidità, dovevo misurare il consumo reale del Wemos. Da questa misura dipendevano la scelta del pannello e quella della batteria, senza comprare componenti sovradimensionati.

Il consumo energetico di un ciclo attivo dipende da due fattori: la corrente assorbita, misurata in milliampere, e il tempo durante il quale il Wemos rimane acceso, misurato in secondi.

Il multimetro

Ho comprato un multimetro che misura la tensione, la resistenza e la corrente continua fino a 10 A. Il puntale nero va nella presa COM; per misurare tensione e resistenza, il puntale rosso va nella presa VΩmA.

Per imparare a usarlo ho misurato una batteria AAA. Ho appoggiato il puntale rosso sul polo positivo e il puntale nero sul polo negativo. Il multimetro ha segnato circa 1,4 V, un valore plausibile per una batteria già usata.

La tensione rappresenta una differenza di potenziale. Per questo, quando misuro la tensione di alimentazione del Wemos, confronto il pin interessato con la massa, cioè GND.

Controllare le tensioni del Wemos

Per verificare l'uscita del regolatore del Wemos ho collegato il puntale rosso al pin 3V3 e quello nero al pin GND. Il multimetro ha indicato 3,30 V.

Ho poi misurato la tensione del power bank collegando il puntale nero a GND e quello rosso a VIN, cioè all'ingresso di alimentazione USB. Ho letto circa 4,67 V, un valore vicino ai 5 V che mi aspettavo.

Queste misure servivano a capire quanta corrente assorbiva il Wemos durante un ciclo. Da quel valore avrei potuto ricavare il consumo giornaliero, la capacità minima della batteria e la dimensione del pannello solare.

Misurare il ciclo attivo

Per misurare il consumo in modo più preciso ho usato questa configurazione:

Negli appunti avevo scritto che sarebbero serviti due misuratori USB, ma nello schema ne ho disegnato uno solo, inserito tra il power bank e il Wemos.

power bank → misuratore USB → cavo micro-USB → Wemos

Il misuratore USB mostrava circa 5,09 V. Durante la connessione la corrente saliva a circa 0,07 A, cioè 70 mA.

Dai tempi registrati risultavano circa 4334 ms per la connessione Wi-Fi, circa 125 ms per la connessione HTTP e circa 4575 ms per la durata del ciclo. Nei calcoli ho arrotondato il ciclo a 5 secondi.

Calcolare il consumo giornaliero

Cinque secondi corrispondono a circa 0,00139 ore. Il consumo di un ciclo è quindi:

0,07 A × 0,00139 h = 0,000097 Ah
                         = 0,097 mAh

Con due cicli al giorno:

0,097 mAh × 2 = 0,194 mAh al giorno

In deep sleep ho considerato un consumo di circa 0,15 mA:

0,15 mA × 24 h = 3,6 mAh al giorno

Il totale riportato negli appunti è quindi di circa 3,8 mAh al giorno.

Perché il power bank si spegneva

Dopo un po' il misuratore indicava ancora la tensione, ma la corrente appariva pari a zero e il Wemos non ripartiva. Dal portatile, invece, questo non succedeva.

Ho provato a rimuovere temporaneamente il deep sleep e a controllare il collegamento tra D0 e RST. Quando il Wemos entra in deep sleep, la corrente diventa molto bassa. La mia ipotesi era quindi che il power bank interpretasse quel consumo ridotto come assenza di carico e spegnesse automaticamente l'uscita.

Il passaggio successivo sarebbe stato verificare con precisione la soglia di spegnimento del power bank e ripetere la misura sull'intero circuito, con batteria, modulo di ricarica, pannello solare e sensore collegati.