{"id":38085,"date":"2021-07-12T23:11:59","date_gmt":"2021-07-12T23:11:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/?p=38085"},"modified":"2022-09-27T13:37:51","modified_gmt":"2022-09-27T13:37:51","slug":"medicion-del-consumo-de-energia-de-bocinas-inteligentes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/medicion-del-consumo-de-energia-de-bocinas-inteligentes\/","title":{"rendered":"Medici\u00f3n del consumo de energ\u00eda de bocinas inteligentes."},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\"><img decoding=\"async\" class=\" wp-image-38088 alignright\" style=\"font-size: 18.2864px;\" src=\"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/alta-resolucion-muestreo-rapido-300x168.jpg\" alt=\"Muchos dispositivos electr\u00f3nicos consumen bajos niveles de corriente cuando est\u00e1n inactivos\" width=\"293\" height=\"164\" srcset=\"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/alta-resolucion-muestreo-rapido-300x168.jpg 300w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/alta-resolucion-muestreo-rapido-150x84.jpg 150w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/alta-resolucion-muestreo-rapido-20x10.jpg 20w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/alta-resolucion-muestreo-rapido-30x17.jpg 30w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/alta-resolucion-muestreo-rapido.jpg 350w\" sizes=\"(max-width: 293px) 100vw, 293px\" \/>Muchos dispositivos electr\u00f3nicos consumen bajos niveles de corriente cuando est\u00e1n inactivos, luego consumen mayor energ\u00eda cuando est\u00e1n activos y transmitiendo. Este ejemplo de aplicaci\u00f3n analiza la corriente consumida por una bocina inteligente, pero las t\u00e9cnicas utilizadas aqu\u00ed se aplican a pr\u00e1cticamente cualquier dispositivo m\u00f3vil, con bater\u00eda o IoT.<\/span><\/p>\n<h6 style=\"text-align: right;\"><em><span style=\"font-weight: 400;\">La alta resoluci\u00f3n, el muestreo r\u00e1pido y las entradas diferenciales hacen que el <a href=\"https:\/\/tienda.logicbus.com.mx\/PQ088_p_16448.html\">PicoScope 4444<\/a> sea ideal para la medici\u00f3n de potencia. El rastro azul es el voltaje de suministro, el rojo es la corriente y el verde es la potencia.<\/span><\/em><\/h6>\n<h2><span style=\"font-weight: 400;\">Medidas de derivaci\u00f3n de corriente.<\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\"><img decoding=\"async\" class=\" wp-image-38091 alignleft\" style=\"font-size: 18.2864px;\" src=\"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/derivacion-de-corriente-300x286.jpg\" alt=\"Medir la corriente que cambia r\u00e1pidamente consumida por los dispositivos electr\u00f3nicos\" width=\"296\" height=\"282\" srcset=\"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/derivacion-de-corriente-300x286.jpg 300w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/derivacion-de-corriente-150x143.jpg 150w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/derivacion-de-corriente-18x18.jpg 18w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/derivacion-de-corriente-24x24.jpg 24w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/derivacion-de-corriente.jpg 350w\" sizes=\"(max-width: 296px) 100vw, 296px\" \/>Medir la corriente que cambia r\u00e1pidamente consumida por los dispositivos electr\u00f3nicos modernos en diferentes modos de funcionamiento puede ser un desaf\u00edo importante. A menudo, los dispositivos consumen microamperios cuando est\u00e1n inactivos, pero cuando entran en funcionamiento consumen m\u00e1s miliamperios. El bajo nivel y el amplio rango de corriente de reserva generalmente descartan el uso de pinzas de corriente de CC, por lo que <\/span><b>el m\u00e9todo normal utilizado es registrar la ca\u00edda de voltaje a trav\u00e9s de una peque\u00f1a resistencia de derivaci\u00f3n<\/b><span style=\"font-weight: 400;\">.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: left;\"><em><span style=\"font-weight: 400;\">Derivaci\u00f3n de corriente (resistencia) utilizada para medir la corriente consumida por la bocina inteligente.<\/span><\/em><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\">El valor de la resistencia debe elegirse de manera que, en el consumo m\u00e1ximo de corriente, la ca\u00edda de voltaje a trav\u00e9s de \u00e9l sea lo suficientemente peque\u00f1a como para no afectar el funcionamiento del dispositivo bajo prueba, pero lo suficientemente grande para adaptarse al dispositivo de medici\u00f3n.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\"><img decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-38093 alignright\" style=\"font-size: 1.1429rem;\" src=\"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/medida-de-voltaje-de-suministro-300x228.jpg\" alt=\"medimos el voltaje de suministro para permitirnos calcular la potencia\" width=\"300\" height=\"228\" srcset=\"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/medida-de-voltaje-de-suministro-300x228.jpg 300w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/medida-de-voltaje-de-suministro-150x114.jpg 150w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/medida-de-voltaje-de-suministro-18x13.jpg 18w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/medida-de-voltaje-de-suministro-80x60.jpg 80w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/medida-de-voltaje-de-suministro.jpg 350w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/>En este ejemplo, la bocina inteligente funciona con una fuente de 15 V nominal de 1,5 A. Una buena regla general es elegir un valor de resistencia que provoque una ca\u00edda de voltaje de no m\u00e1s del 1% a la corriente m\u00e1xima. En este ejemplo, insertamos una resistencia de 0.11 \u03a9 en el cable de alimentaci\u00f3n de la bocina inteligente. Esto da una ca\u00edda de 165 mV a 1,5 A, que no deber\u00eda tener ning\u00fan impacto en el funcionamiento del dispositivo y no disipar suficiente energ\u00eda como para preocuparse por el calentamiento de la resistencia. Podr\u00edamos haber usado una resistencia m\u00e1s peque\u00f1a pero, cuando sea posible, es mejor usar uno de los rangos menos sensibles del dispositivo de medici\u00f3n para reducir la captaci\u00f3n de ruido.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\">Como se puede ver en la foto, tambi\u00e9n medimos el voltaje de suministro para permitirnos calcular la potencia. Es importante medir el voltaje en el lado del dispositivo de la resistencia para excluir la potencia disipada por la resistencia en derivaci\u00f3n.<\/span><\/p>\n<h2><span style=\"font-weight: 400;\">Escala y resoluci\u00f3n.<\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\">Puede utilizar la funci\u00f3n de sondas personalizadas de <\/span><a href=\"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/pico-technology.php\"><b>PicoScope<\/b><\/a><span style=\"font-weight: 400;\"> para escalar el voltaje ca\u00eddo a trav\u00e9s de la resistencia en amperios. Un canal matem\u00e1tico simple (V x I) le permite agregar una pantalla de potencia watts.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\">Vale la pena considerar el efecto de la resoluci\u00f3n del osciloscopio en la medici\u00f3n. La se\u00f1al m\u00e1s grande que podemos medir se establece en 1.5 A, que corresponde a +165 mV. El mejor rango de entrada para medir esto es el rango de \u00b1 200 mV (un rango de \u00b1 1.82 A).<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\">Con el <\/span><a href=\"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/pico-technology.php\"><b>PicoScope<\/b><\/a><span style=\"font-weight: 400;\"> ajustado a la resoluci\u00f3n de 14 bits (16 384 muestras verticales), esto da una resoluci\u00f3n de medici\u00f3n de corriente de 0.22 mA, que es suficiente para esta aplicaci\u00f3n.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\">Sugerencia: en este caso, medimos la entrada m\u00e1xima de 165 mV usando un rango de escala completa de \u00b1 200 mV. Esto desperdicia m\u00e1s de la mitad de la resoluci\u00f3n del osciloscopio ya que la se\u00f1al de entrada solo va de 0 mV a 165 mV. Hubiera sido mejor usar un rango de \u00b1 100 mV y luego usar la funci\u00f3n de compensaci\u00f3n anal\u00f3gica para crear un rango unipolar de 0 a 200 mV. Esto habr\u00eda mejorado la resoluci\u00f3n de corriente a 0.11 mA (aproximadamente equivalente a un medidor de 4.5 d\u00edgitos).\u00a0<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\">Si necesita m\u00e1s resoluci\u00f3n, puede habilitar la mejora de la resoluci\u00f3n a expensas de una frecuencia de muestreo reducida. Por supuesto, si realiza mediciones en un modo espec\u00edfico en el que no se necesitaran los 1.5 A, se puede configurar el osciloscopio en un rango de escala completa m\u00e1s bajo hasta \u00b1 10 mV, lo que proporciona una resoluci\u00f3n de microamperios.<\/span><\/p>\n<h2><span style=\"font-weight: 400;\">Medici\u00f3n diferencial y muestreo r\u00e1pido.<\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\">La ubicaci\u00f3n de la resistencia de derivaci\u00f3n actual depende de si desea medir la potencia consumida por todo el dispositivo o una parte de \u00e9l, como el procesador o el m\u00f3dulo Wi-Fi. A menudo, un dispositivo bajo prueba tiene varios puntos de medici\u00f3n. Las entradas diferenciales del <a href=\"https:\/\/tienda.logicbus.com.mx\/PQ088_p_16448.html\">PicoScope 4444<\/a> utilizadas en esta aplicaci\u00f3n son ideales, ya que cada canal se puede conectar a trav\u00e9s de una resistencia diferente (ya sea en el lado alto en el suministro o en el lado bajo en el retorno a tierra) sin ninguna de las preocupaciones sobre cortocircuitos o bucles de tierra que se producen cuando se utiliza un osciloscopio de sobremesa tradicional.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\">La corriente consumida por componentes como microcontroladores y memorias puede cambiar en microsegundos. Para capturar estos cambios r\u00e1pidos se requiere un instrumento de medici\u00f3n que tenga suficiente ancho de banda y frecuencia de muestreo. El <a href=\"https:\/\/tienda.logicbus.com.mx\/PQ088_p_16448.html\">PicoScope 4444<\/a>, con su ancho de banda de 20 MHz y una frecuencia de muestreo m\u00e1xima de 400 MS\/s, es ideal para medir corrientes que cambian r\u00e1pidamente.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\">Sugerencia: al intentar medir la corriente de cambio r\u00e1pido consumida por un procesador, memoria o m\u00f3dulo Wi-Fi, puede ser \u00fatil eliminar o reducir temporalmente los capacitores de desacoplamiento para ver la corriente m\u00e1xima consumida y su tiempo de subida.<\/span><\/p>\n<h2><span style=\"font-weight: 400;\">Fuente de alimentaci\u00f3n Amazon Echo.<\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\">Antes de medir el consumo de energ\u00eda de la bocina inteligente en diferentes modos, echamos un vistazo r\u00e1pido a la salida de la fuente de alimentaci\u00f3n de red de conmutaci\u00f3n sin la bocina inteligente conectada. Usamos el canal A para medir la tensi\u00f3n con acoplamiento de CC (15.36 V). El canal B midi\u00f3 la misma se\u00f1al con acoplamiento de CA en un rango m\u00e1s sensible, mostrando alrededor de 150 mV de ruido con una frecuencia de 86 Hz.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\"><img decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-38095 alignright\" style=\"font-size: 18.2864px;\" src=\"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/fuente-de-alimentacion-amazon-300x168.jpg\" alt=\"Antes de medir el consumo de energ\u00eda de la bocina inteligente en diferentes modos\" width=\"300\" height=\"168\" srcset=\"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/fuente-de-alimentacion-amazon-300x168.jpg 300w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/fuente-de-alimentacion-amazon-150x84.jpg 150w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/fuente-de-alimentacion-amazon-20x10.jpg 20w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/fuente-de-alimentacion-amazon-30x17.jpg 30w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/fuente-de-alimentacion-amazon.jpg 350w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/>Con la bocina inteligente conectado, el voltaje de CC y los voltajes de ondulaci\u00f3n eran similares (15.36 V y 135.5 mV), pero la frecuencia de ondulaci\u00f3n aument\u00f3 de 86 Hz a 19.64 kHz, lo que revela que la fuente de alimentaci\u00f3n omite pulsos sin carga para mejorar la eficiencia.<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align: right;\"><em><span style=\"font-weight: 400;\">Voltaje de CC y riso del adaptador de alimentaci\u00f3n de red.<\/span><\/em><\/p>\n<h2><span style=\"font-weight: 400;\">Tocando m\u00fasica fuerte.<\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\">Con la bocina inteligente configurada para reproducir m\u00fasica al m\u00e1ximo volumen, medimos el voltaje de suministro, la corriente y la potencia. La corriente m\u00e1xima consumida fue de solo 771 mA, lo que sugiere que la fuente de alimentaci\u00f3n de 1.5 A es m\u00e1s que suficiente para el dispositivo. En la corriente m\u00e1xima, el suministro de 15 V se redujo en 216 mV (1.4%).\u00a0<\/span><span style=\"font-weight: 400;\">Agregamos mediciones autom\u00e1ticas para potencia promedio (3.383 W) y potencia <a href=\"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/pico-technology.php\">pico<\/a> (11.58 W).<\/span><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-38096 aligncenter\" style=\"font-size: 18.2864px;\" src=\"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/tocando-musica-mas-fuerte-300x168.jpg\" alt=\"Con la bocina inteligente configurada para reproducir m\u00fasica al m\u00e1ximo volumen\" width=\"300\" height=\"168\" srcset=\"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/tocando-musica-mas-fuerte-300x168.jpg 300w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/tocando-musica-mas-fuerte-150x84.jpg 150w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/tocando-musica-mas-fuerte-20x10.jpg 20w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/tocando-musica-mas-fuerte-30x17.jpg 30w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/tocando-musica-mas-fuerte.jpg 350w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><em><span style=\"font-weight: 400;\">La alta resoluci\u00f3n, el muestreo r\u00e1pido y las entradas diferenciales hacen que el <a href=\"https:\/\/tienda.logicbus.com.mx\/PQ088_p_16448.html\">PicoScope 4444<\/a> sea ideal para la medici\u00f3n de potencia. El rastro azul es el voltaje de suministro, el rojo es la corriente y el verde es la potencia.<\/span><\/em><\/p>\n<h2><span style=\"font-weight: 400;\">Energ\u00eda de reserva.<\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\">Como la bocina inteligente est\u00e1 dise\u00f1ada para dejarse encendida esperando un comando, es importante saber cu\u00e1nta energ\u00eda usa en este estado inactivo. Para medir esto, dejamos la bocina inteligente en modo de espera y luego la activamos y le pedimos que reproduzca m\u00fasica a un nivel bajo (volumen 3).<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\">El trazo verde muestra la forma de onda actual en el ancho de banda completo, con ruido de conmutaci\u00f3n que dificulta la observaci\u00f3n de la se\u00f1al. La traza roja tiene un filtro de software de 10 Hz aplicado en <\/span><a href=\"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/pico-technology.php\"><b>PicoScope<\/b><\/a><span style=\"font-weight: 400;\"> para limpiar la traza.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\">Los primeros 11.6 segundos muestran a la bocina inteligente en espera, cuando consume 114 mA (1.71 W).<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\">Durante un a\u00f1o, asumiendo una eficiencia t\u00edpica de la fuente de alimentaci\u00f3n del 85%, la bocina inteligente consumir\u00eda alrededor de 18 kWh.\u00a0\u00a0<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"font-weight: 400;\"><img decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-38100 alignright\" style=\"font-size: 1.1429rem;\" src=\"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/energia-de-reserva-300x168.jpg\" alt=\"es importante saber cu\u00e1nta energ\u00eda usa en este estado inactivo\" width=\"300\" height=\"168\" srcset=\"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/energia-de-reserva-300x168.jpg 300w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/energia-de-reserva-150x84.jpg 150w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/energia-de-reserva-20x10.jpg 20w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/energia-de-reserva-30x17.jpg 30w, https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/07\/energia-de-reserva.jpg 350w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/>El \u00e1rea entre las se\u00f1ales muestra el salto de potencia cuando la bocina inteligente detecta un comando y lo transmite a trav\u00e9s de Wi-Fi. Sorprendentemente, cuando se reproduce m\u00fasica en un ajuste bajo, la corriente consumida <\/span><b>es casi la misma que en el modo de espera<\/b><span style=\"font-weight: 400;\"> (117 mA frente a 114 mA).<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align: right;\"><em><span style=\"font-weight: 400;\">Energ\u00eda de reserva: aproximadamente 15 kWh (m\u00e1s p\u00e9rdidas de PSU) por a\u00f1o.<\/span><\/em><\/p>\n<p>Si quieres conocer m\u00e1s sobre informaci\u00f3n t\u00e9cnica consulta nuestro art\u00edculo &#8220;<a href=\"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/como-ajustar-compensar-sondas-puntas-de-osciloscopio-x10\/?preview=true\">C\u00f3mo ajustar (compensar) sondas (puntas) de osciloscopios x10<\/a>&#8220;.<\/p>\n<h2 style=\"text-align: center;\">Cont\u00e1ctanos.<\/h2>\n<hr \/>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-37978\" src=\"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/email-de-ventas-300x300.png\" alt=\"contacto para la 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