EV3: потребление энергии - исследование от Dexter Industries

Как истинная железячная компания, известный производитель датчиков для LEGO Mindstorms - Dexter Industries спешит исследовать EV3 аппаратное обеспечение в полную силу. Ведь от этого могут зависеть их новые изобретения. Их последнее недавно опубликованное исследование касается потребления энергии EV3 блоком при различных режимах работы.

Подробнее со статьей, описывающей эксперимент и его результаты, на английском языке можно ознакомиться здесь. Ниже представлены только наиболее важные части из этой статьи.

Вначале команде исследователей нужно было определиться с базовым напряжением и они сделали измерение напряжения у двух свежезаряженных EV3 аккумуляторных батарей: показания на одной были 8.2V, на другой - 8.33V. Поэтому в своих экспериментах они исследовали потребление энергии с такими показаниями напряжения, как 9V, 8.2V, 7.5V и 5V.

В своих тестах они не использовали ни BT, ни WiFi.

Измерялось потребление при следующих условиях:

1. Без нагрузки. Они тестировали это, измеряя ток сразу во время запуска EV3 и потом - после, при этом не был подключен USB и не было запущено какой-либо программы.
2. Работа с моторами без нагрузки. Оси свободно вращаются.
3. Моторы заблокированы. Моторы обездвижили с помощью LEGO деталей.
   
4. Работа с сенсорами. Измерялось потребление при использовании одного из нескольких сенсоров.
5. Режим вычислений. Идея здесь померять потребление EV3 блока при вычислительных задачах. Блок нагрузили вычислением случайных чисел.
6. Типичная программа. В программе в цикле есть опрос сенсоров, вычисления и вывод на экран.

Результаты можно наблюдать в таблице:


Команда экспериментаторов в итоге сделала следующие выводы:

1. Работа на 5V. Это было неожиданностью - EV3 нормально работает на 5V.
2. Потребление без нагрузки. 180mA довольно хороший показатель при старте - многие подобные системы потребляют, как минимум, в два раза больше.
3. Похоже, маленький мотор потребляет столько же энергии сколько и большой.
4. Блокировка моторов. EV3, похоже, определяет эту ситуацию и не позволяет моторам быть загруженными в течение долгого периода времени. Поэтому здесь пришлось замерять потребление на пике. Здесь при максимальной нагрузке, было видно потребление почти 2.6A. Причем потребление не изменяется значительно, если при такой ситуации подавать 50% от мощности, вместо 100%.
5. Сенсоры практически не вносят дополнительное потребление. Даже можно наблюдать, что потребление здесь ниже, чем при отсутствии какой-либо запущенной программы. Возможно, это потому, что какие-то Linux-процессы останавливаются при запуске EV3 программы.
6. Отсутствие значительного потребления энергии во время вычислений тоже показывает, что это не очень сложная работа для EV3 блока. Хотя, может быть это вызвано задержками при опросе сенсоров или между итерациями цикла.

Интересные результаты, не так ли?