消費電流を測って省電力化する

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Leafonyの次の公式ページを読み、要点を日本語で説明してください。実機の相談では、まず写真または装着リーフ型番・組立状態・給電元、目的とツールを確認。どのLEDや画面が変化したか、交換したのはケーブルかリーフかを聞いてください。リセットボタンが見えないことを不存在、I2C応答を表示成功と断定しないでください。仕様は出典で確認し、観測と推測を区別。転送案内なら転送先を読み、読めなければ推測せず本文を求めてください。

ページ: 消費電流を測って省電力化する

URL: https://docs.leafony.com/guides/measuring-power/

概要・見出し（抜粋）: AX05Bと電流測定器で測定範囲と給電経路を確認し、動作・通信・スリープの一周期を記録して平均電流を比較する手順です。 / 1. 何を測るか決める / 2. 電源経路と測定器のモードを確認する / 3. AX05Bに電流計を接続する / 4. 動作とスリープを含む一周期を記録する

電池寿命の見積もりや省電力化には、動作中のピークだけでなく、スリープを含む時間全体の電流が必要です。このガイドでは、AX05B I Measを使ってリーフ側の電流を測定し、同じ条件で変更前後を比較する方法を説明します。

計算の考え方は省電力設計と電池寿命を参照してください。このページは測定手順のガイドであり、特定の構成の実測値や電池寿命を示すものではありません。

1. 何を測るか決める

知りたいこと	測定する場所	含まれるもの
MCUやセンサの設定変更による効果	AX05BのV33ライン。測定対象を上側、給電元を下側に配置	測定器を通って上側へ流れる3.3Vラインの電流
VBUSを使用する回路の電流	AX05BのVBUSライン	測定器を通るVBUSラインの電流
電池から見た装置全体の消費	電池と電源リーフの間	電源変換回路の損失などを含む電池側の電流

3.3Vラインの電流は、電池から流れる電流と同じではありません。 AX05Bより下側の回路や、測定していない電源経路の電流も含みません。電池寿命を評価するときは、電池側での測定または電源変換の影響を考慮した計算が必要です。

2. 電源経路と測定器のモードを確認する

以下は、電源リーフから供給されるV33をAX05Bで測る場合の電流経路です。配線の変更はすべての電源を外してから行います。

電池 → 電源リーフ（AX05Bより下）
       → AX05B V33IN → 電流測定器 → AX05B V33OUT
       → 測定対象のMCU・センサ・通信リーフ（AX05Bより上）

Nordic Power Profiler Kit II（PPK2）には、外部電源の電流を測る Ampere Meter と、測定器自体が電源になる Source Meter（SMU） があります。モードによって給電元と配線が異なります。メーカーの電源・モード説明を参照してください。

モード	給電元	このガイドでの扱い
Ampere Meter	電池・電源リーフなどの外部電源	上の経路で、電流計を直列に入れて測定する
Source Meter（SMU）	PPK2	別の構成。出力電圧と給電対象を決め、対象へ給電する他の電源経路を外してからメーカー手順で接続する

この後の手順は Ampere Meter を使用します。PPK2を接続したままモードだけを切り替えて、同じ配線で使わないでください。

3. AX05Bに電流計を接続する

はんだ付け、ピン番号、接続写真はAX05Bの電流測定手順で確認できます。

PPK2	AX05B J1（V33）
VIN	V33IN（3番）
VOUT	V33OUT（2番）
GND	GND（1番または4番）

AX05BとPPK2の接続例

測定するV33のIN/OUT間は、電流計を通す経路にします。並列のジャンパーが残ると測定器を迂回します。
測定しないVBUSは、AX05Bの手順に従ってIN/OUTをジャンパーで接続します。ただし、VBUS経由で測定対象へ電力が入る場合、V33の測定値だけでは対象全体の電流になりません。
測定対象の上側にUSBリーフなどの給電元があると、電流計を通らない経路ができる場合があります。バッテリ動作を測るときは、Leafony側のUSBなど不要な給電元を外します。PPK2自身を動かすUSB接続とは区別してください。
測定器の入力電圧・電流範囲に収まるか確認し、電流計を追加したことで対象がリセットしたり、通信に失敗したりしないことを確かめます。

PPK2の端子用途はメーカーのコネクタ説明、操作はAmpere Meterモードの手順も参照してください。

4. 動作とスリープを含む一周期を記録する

リーフの型番・改版・積層順、ファームウェアの版、測定器、電源電圧、測定日・温度を記録します。
電源投入時の起動・通信接続の波形を記録します。初回起動と定常動作の記録を分けておくと比較しやすくなります。
定常動作では、起床 → センサ読み取り → 送信 → スリープ → 次の起床までを記録します。電流が低い区間だけで平均を出さないでください。
測定・通信が正常に完了していることをログや受信結果で確認します。接続のやり直しなどで周期が変わる場合は、複数周期を記録します。
比較に使う区間の長さ、平均電流、ピーク電流と波形を保存します。

5. 同じ区間で平均を比較する

状態ごとの電流を一定とみなせる場合は、次の式で時間平均を求められます。電流が変動する場合は、測定器が記録した全区間の平均を使います。

平均電流 = Σ（各状態の電流 × その状態の時間）/ 記録区間の合計時間

電圧が変化する場合は、電圧と電流の積を時間平均して平均電力を求めます。3.3V側と電池側の電流を直接比較せず、同じ測定位置と給電条件を使ってください。

条件	比較区間	平均電流	ピーク電流	正常に測定・送信できたか
変更前	測定後に記入	測定後に記入	測定後に記入	確認後に記入
変更後	測定後に記入	測定後に記入	測定後に記入	確認後に記入

6. 一つずつ変更して確かめる

測定間隔、無線送信間隔、未使用センサのスリープ、MCUの動作周波数などから、一度に一つだけ変更します。省電力化のアイデアを参考にし、同じ測定位置・電圧・比較区間で再測定してください。

平均電流が下がり、必要な測定頻度・通信成功・応答性も維持できたら、その条件での改善を確認できます。最終的な電池寿命は、使用する電池、温度、通信条件で装置を動かして確かめてください。