Power Profiler Kit II (PPK2) это отдельное USB-устройство, которое может измерять потребляемый ток плат Nordic DK (или других электронных устройств, у которых нужно проанализировать энергопотребление в реальном времени) и опционально подавать на них питание. Ток может быть измерен в диапазоне от единиц микроампер до 1A.

Сам PPK2 запитывается от 5V через стандартный кабель microUSB, через который можно подавать на измеряемое устройство напряжение питания. Ток через этот кабель не должен превышать 500mA. Чтобы предоставлять питание до 1A, необходимы два кабеля microUSB.

Поддерживаются 2 режима работы - режим только для измерения тока (ampere meter only mode, этот режим обозначается на печатной плате аббревиатурой AMP), и режим источника питания (source mode, обозначается как SMU). Тестируемое устройство обозначается как DUT (device under test). Для режима AMP необходим внешний источник питания VCC с напряжением в диапазоне от 0.8V до 5V. В режиме SMU аппаратура PPK2 генерирует напряжение VCC для DUT в диапазоне от 0.8 до 5V с помощью своего регулятора, который может выдавать ток до 1A. Можно измерять как очень малые токи, когда DUT находится в режиме сна (пониженного энергопотребления), так и большие токи, в том числе короткие импульсные токи, которые может потреблять DUT в состоянии активности.

PPK2 обеспечивает поддержку широкого спектра приложений на основе чипов серий nRF51, nRF52 и nRF53, а также, nRF91 Series cellular SiP, например nRF9160 DK с подключенными датчиками.

У PPK2 весьма продвинутая измерительная аппаратура с очень широким динамическим диапазоном для измерения тока. Это позволяет точно оценивать энергопотребление для всех вариантов приложений переносных встраиваемых систем. Разрешающая способность меняется между 100nA и 1mA, в зависимости от диапазона измерения, что достаточно для детектирования коротких импульсов потребляемого тока, которые характерны для систем с оптимизированным энергопотреблением (таких как например устройства BLE).

PPK2 также может использовать 8 цифровых входов в качестве непритязательного логического анализатора, что дает возможность синхронизированных с выполнением кода измерений. Это работает путем подачи на вход сигнала от ножки GPIO тестируемого устройства (DUT). Чтобы эта функция работала нормально, напряжение питания DUT должно быть в диапазоне 1.6 - 5.5V. Цифровой вход анализатора может показать, какой код DUT выполняется в различные моменты времени. Довольно высокая частота выборок (100ksps) обеспечивает максимальное непрерывное разрешение в любой момент времени время. Это дает возможность захватывать усредненные данные по энергопотреблению, и увеличивать масштаб для данных высокого разрешения с использованием одного и того же окна.

Программное обеспечение PC это отдельное приложение Power Profiler, которое находится в фреймворке nRF Connect for Desktop [3]. Это приложение поддерживает как оригинальный PPK (предыдущую версию измерителя тока), так и более новый PPK2. Измеритель PPK2 в приложении Power Profiler может в одном и том же окне показывать как усредненные измерения, так и короткие события энергопотребления с высоким разрешением. Данные измерения можно экспортировать в файл для последующего анализа.

Online Power Profiler (OPP) это инструментарий, который может оценивать значения потребляемого тока для протоколов Bluetooth Low Energy (BLE), LTE-M и NB-IoT. Для дополнительной информации о том, как OPP может дополнять PPK2 в разработке на основе nRF9160 DK см. документацию [5].

Комплект поставки (код для покупки nRF-PPK2) содержит печатную плату PPK2, которая подключается к компьютеру PC кабелем microUSB (кабель microUSB в комплект не входит). Также в комплекте находятся кабель для подключения DUT (из 4 проводов) и кабель для входов логического анализатора (10 проводов).

[Ссылки]

1. Power Profiler Kit II site:nordicsemi.com.
2. Power Profiler Kit II, руководство пользователя.
3. nRF Connect for Desktop site:nordicsemi.com.
4. Online Power Profiler site:nordicsemi.com.
5. Power optimization site:developer.nordicsemi.com.
6. Get your Power Profiler Kit II up and running site:youtube.com.
7. 220121PPK2-files.zip - документация, файлы Altium Designer, файлы для производства (Gerber), PDF с принципиальной схемой и печатной платой.