Strumenti di misura per determinare il consumo del Wemos

In questa breve guida riporto nel dettaglio gli strumenti usati per procedere alla scelta dei componenti del mio sensore di umidità.

Sono quindi partita da questo concetto: 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. Come si usa? Il puntale nero va nella presa COM; invece, per misurare tensione e resistenza, il puntale rosso va nella presa VΩmA.

Per imparare a usarlo ho voluto misurare quanto fosse scarica la batteria del mio telecomando della televisione. La batteria è una AAA e, appoggiando il puntale rosso sul polo positivo e quello nero sul polo negativo, il multimetro ha segnato circa 1,4 V, un valore plausibile per una batteria già usata.

Controllare le tensioni del Wemos

Adesso che ho capito come funziona, sono passata a verificare la tensione fornita dal regolatore del Wemos, collegando il puntale rosso al pin 3V3 e quello nero al pin GND. Il multimetro ha indicato 3,30 V, il valore dichiarato sulla scheda.

La tensione rappresenta una differenza di potenziale, per questo, quando misuro la tensione di alimentazione del Wemos, confronto il pin interessato, in questo caso 3V3, con la massa, cioè GND.

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 4,80 V, un valore vicino ai 5 V dichiarati sul power bank.

Questi risultati hanno sì confermato quanto riportato sui dispositivi, ma mi hanno anche permesso di capire questi strumenti di misurazione che mi sarebbero poi serviti nella fase di misurazione del ciclo attivo.

Misurare il ciclo attivo

In questa fase, come dicevo, passiamo alla misurazione del ciclo attivo e quindi del firmware.

Per misurare il consumo in modo più preciso ho avuto bisogno di un tester.

Come vedete ha la forma di una chiavetta USB, ma dispone di un display che mostra la corrente assorbita e la tensione.

Questa fase mi ha richiesto due iterazioni:

1. tester tra il power bank e il Wemos;
2. tester tra il PC e il Wemos.

Nella prima fase, appena collegati i componenti e avviato il firmware, l'assorbimento di corrente e la tensione erano rispettivamente 70 mA e 5,09 V. Tuttavia, durante la fase di deep sleep, ogni componente si spegneva. La mia ipotesi è che probabilmente il Wemos assorba così poco che il power bank non sia in grado di alimentarlo o il tester di rilevarlo.

La seconda iterazione mi ha portata agli stessi risultati, con la differenza che in questo caso il tester non si spegneva, ma mostrava semplicemente un assorbimento di corrente pari a zero.

Infine, inserendo alcuni log nel codice del firmware, ho registrato circa 4334 ms per la connessione Wi-Fi, 125 ms per la connessione HTTP e 4575 ms per la durata del ciclo. Ho poi arrotondato il tutto a 5 secondi di ciclo attivo, cioè di durata di tutto il firmware.

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 il tester non riusciva a leggere l'assorbimento, quindi ho considerato un valore trovato in rete, circa 0,15 mA:

0,15 mA × 24 h = 3,6 mAh al giorno

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