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Mess- und Prüftechnik / Software

Batterieoptimierung im IoT

29. April 2019, 18:19 Uhr | Michael Jakal, Regional Sales Manager of Central and Southern Europe, Distrelec

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Batterieentlade-Analyse

Die Batterieentladungsanalyse kann mithilfe verschiedener Tools durchgeführt werden. Ingenieure verwenden hier häufig Digital-Multimeter, Oszilloskope mit Stromzangen, Strommessgeräte mit Source-Measure Unit (SMU), Präzisions-SMUs, Gerätestrom-Wellenform-Analysatoren und Batteriesimulatoren. Diese evaluieren beispielsweise das Laststromprofil. Dieses wird durch Strommessungen über alle Betriebszustände hinweg definiert, um die Batterieleistung zu simulieren und herauszufinden, wie das Gerät bei niedrigem Batteriestand agiert. Weiterhin kann eine Batterie zu Testzwecken simuliert werden.

Software

Analysen zum Entladeverhalten von Batterien kommen jedoch nicht ohne Software aus. Diese Softwaremodule können entweder als Firmware in die Instrumente eingebettet oder auf Computern ausgeführt werden. Solche Tools spielen bei der Maximierung der Batterielebensdauer der IoT-Geräte eine entscheidende Rolle und sollten daher sehr sorgfältig ausgewählt werden. Um ein vollständiges Bild der auf dem Markt verfügbaren Software zu erhalten, werden Beispiele angeführt, die ihre spezifischen Funktionen und Vorteile beschreiben. Diese Informationen erleichtern die Auswahl geeigneter Softwarelösungen, zum Testen der Batterielebensdauer von IoT-Geräten.

Steuer- und Analysesoftware für erweiterte Stromversorgungen

Mit der Steuer- und Analysesoftware 14585A stehen erweiterte Funktionen für viele Messgeräte zur Verfügung – z.B. für die dynamischen Netzteile der Keysight Serie Advanced Power System N7900 und den Keysight DC-Leistungsanalysator N6705. Die Software ermöglicht die Steuerung von bis zu 16 Modulen in vier N6705-Mainframes, sodass sie Strom an mehreren DUT-Standorten gleichzeitig messen können. Sie läuft auf einem PC und bietet den Vorteil, dass Analysen des Batterieentladeverhaltens mit vertrauten Bedienelementen und großem Display durchführbar sind, ohne eigenen Code schreiben zu müssen.

Complementary Cumulative Distribution Function (CCDF)

CCDF ist eine Grafikfunktion, die in Programmen wie der Firmware für den Gerätestrom-Wellenformanalysator der Keysight Serie CX3300 und der Keysight Steuer- und Analysesoftware 14585A enthalten ist. Sie bietet Diagramme, die den Umsatz der Batterieladung bei verschiedenen Stromstärken veranschaulichen. Damit ist das Design eines IoT-Geräts optimierbar.

Automatic Current and Power Profiler

Der Lieferumfang des Keysight Gerätestrom-Wellenformanalysators der Serie CX3300 umfasst einen automatischen Strom- und Leistungsprofiler, der eine Stromwellenform auf der Grundlage konfigurierbarer Parameter automatisch in zeitbasierte Segmente aufteilt. Die Software erstellt Berichte zu Startzeit, Dauer, Durchschnittsstrom, maximalem Strom, minimalem Strom, Gesamtumsatz und Prozentsatz des Gesamtumsatzes für jedes betrachtete Wellenformsegment. Außerdem können Segmente benannt und Segmentmarkierungen zur erneuten Analyse verschoben werden.

Modellgeneratorprogramm

Die SMUs der Reihen 2450 oder 2460 von Keithley können sowohl als Modellgenerator als auch Last fungieren. Zudem können Batterien, wie für IoT-Geräte erforderlich, mit niedrigem Strom entladen werden. Eine Funktion ermöglicht das Erstellen von Algorithmen. Das Modellgeneratorprogramm von Keithley kann in die SMUs geladen und anschließend dort ausgeführt werden. Es kann Modelle in einem Format erstellen, das vom Batteriesimulator Keithley 2281 unterstützt wird.