Power Management in ARM Cortex M0+ with Real Time Operating System
Liljasto, Taneli (2019)
Liljasto, Taneli
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019120524767
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019120524767
Tiivistelmä
Insinöörityön tarkoituksena oli tutkia olemassa olevaa, akulla toimivaa laitetta ja ohjelmoida tutkimuksen pohjalta olemassa olevaan ohjelmistoon akkuvaraukseen ja virranhallintaan liittyviä ominaisuuksia. Akkuvaraukseen liittyvien ominaisuuksien päätarkoitus oli luoda varaustilanteesta kertovat indikaattorit, joiden avulla käyttäjä osaa arvioida latauksen tarpeellisuuden. Virranhallintaan liittyvissä ominaisuuksissa tarkoitus oli kartoittaa laitteen virrankulutus ja tutkia, mikäli ohjelmistoa muokkaamalla voisi olla vaikutusta virrankulutukseen.
Insinöörityössä perehdyttiin yleisesti litium-ioni-akun toimintaperiaatteeseen ja akun ominaisuuksiin virtalähteenä. Lisäksi perehdyttiin erilaisiin tapoihin mitata ja määrittää akkuvaraus sekä miten sellainen olisi mahdollista toteuttaa laitteelle jälkikäteen. Samalla kartoitettiin laitteen toiminnan kannalta oleelliset jännitetasot sekä suunniteltiin kartoituksen perusteella turvamekanismeja, joiden rooli oli rajoittaa laitteen käyttöä liian alhaisilla jännitteillä. Virransäästö toteutettiin olemassa olevan reaaliaikaisen käyttöjärjestelmän päälle selvittämällä sen ja komponenttien mahdollisuudet vähäiseen virrankulutukseen. Lopulta ohjelmistoon tehtiin muutokset, jossa hyödynnettiin reaaliaikaisen käyttöjärjestelmän ja komponenttien sisäänrakennettuja ominaisuuksia osana virransäästöä.
Insinöörityön tavoitteessa onnistuttiin; laitteen suunnittelussa oli alun perin otettu huomioon akkuvarauksen lukuun liittyviä toiminallisuuksia, joita hyödyntämällä akkuvarauksesta oli mahdollista tehdä karkea arvio. Samalla havaittiin, että laitetta oli mahdollista käyttää liian alhaisilla jännitteillä, jolloin laitteen toiminnassa saattoi ilmetä toimintavarmuuteen liittyviä ongelmia. Toimintavarmuuden varmistamiseksi luotiin ominaisuus, joka tarkkaili akkuvarausta sekä esti laitteen käytön liian alhaisella jännitteellä. Virransäästössä olemassa olevan ohjelmiston optimoiminen toi merkittäviä säästöjä virrankulutukseen. Lisäksi selvitystyön pohjalta oli mahdollista toteuttaa lisäominaisuuksia, joiden pohjalta laitteen komponenttien virtaominaisuuksia pystyttiin kontrolloimaan ohjelmallisesti ja näin saavuttamaan vielä suurempia säästöjä virrankulutuksessa.
Insinöörityössä perehdyttiin yleisesti litium-ioni-akun toimintaperiaatteeseen ja akun ominaisuuksiin virtalähteenä. Lisäksi perehdyttiin erilaisiin tapoihin mitata ja määrittää akkuvaraus sekä miten sellainen olisi mahdollista toteuttaa laitteelle jälkikäteen. Samalla kartoitettiin laitteen toiminnan kannalta oleelliset jännitetasot sekä suunniteltiin kartoituksen perusteella turvamekanismeja, joiden rooli oli rajoittaa laitteen käyttöä liian alhaisilla jännitteillä. Virransäästö toteutettiin olemassa olevan reaaliaikaisen käyttöjärjestelmän päälle selvittämällä sen ja komponenttien mahdollisuudet vähäiseen virrankulutukseen. Lopulta ohjelmistoon tehtiin muutokset, jossa hyödynnettiin reaaliaikaisen käyttöjärjestelmän ja komponenttien sisäänrakennettuja ominaisuuksia osana virransäästöä.
Insinöörityön tavoitteessa onnistuttiin; laitteen suunnittelussa oli alun perin otettu huomioon akkuvarauksen lukuun liittyviä toiminallisuuksia, joita hyödyntämällä akkuvarauksesta oli mahdollista tehdä karkea arvio. Samalla havaittiin, että laitetta oli mahdollista käyttää liian alhaisilla jännitteillä, jolloin laitteen toiminnassa saattoi ilmetä toimintavarmuuteen liittyviä ongelmia. Toimintavarmuuden varmistamiseksi luotiin ominaisuus, joka tarkkaili akkuvarausta sekä esti laitteen käytön liian alhaisella jännitteellä. Virransäästössä olemassa olevan ohjelmiston optimoiminen toi merkittäviä säästöjä virrankulutukseen. Lisäksi selvitystyön pohjalta oli mahdollista toteuttaa lisäominaisuuksia, joiden pohjalta laitteen komponenttien virtaominaisuuksia pystyttiin kontrolloimaan ohjelmallisesti ja näin saavuttamaan vielä suurempia säästöjä virrankulutuksessa.