ESP32 测试（二）： Modem-sleep 模式下的电流功耗测试

一. 测试目的

经常会有开发者提出基于 ESP32 Modem-sleep 模式下的电流功耗问题，本文将测试在 Modem-sleep 模式下的 ESP32 的电流功耗。

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二. 测试环境

为了保证测试结果的一致性，采用以下测试环境:

• esp-iot-solution
  编写本文时,最新的 esp-iot-solution release 版本对应的 commit 为
  40cec13，可通过以下命令确认:

  git log --oneline -1
  

  结果为:

  40cec13 Merge branch 'master' of https://github.com/espressif/esp-iot-solution
  

• toolchain 版本
  gcc version 5.2.0 (crosstool-NG crosstool-ng-1.22.0-80-g6c4433a)，可通过以下命令确认:

  xtensa-esp32-elf-gcc -v
  

  结果为(log 过长，只需要关注最后的这部分。如下):

  Thread model: posix
    gcc version 5.2.0 (crosstool-NG crosstool-ng-1.22.0-80-g6c4433a) 
  

• 测试主机
  Linux 环境,Ubuntu 16.04 LTS，可选用其他平台。

• 开发板
  ESP32-WROOM-32D 开发板，可选用其他基于 ESP32 的开发板。

• 测试示例
  esp-iot-solution 里的 Modem-sleep 示例。

• 测试工具
  Tektronix MDO3104 示波器 或 Agilent 34401A 数字万用表，使用相关测电流工具均可。

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三. 测试步骤

这篇文档将介绍如何在 esp-iot-solution 平台下进行 Modem-sleep 期间电流的测试。Modem-sleep 测试代码在 esp-iot-solution 中可以找到 测试代码链接。

0. 开发板的焊接与接线图

   此时测试中需要使用 ESP32-WROOM-32D 开发板。以下是相应的焊接实物图以及接线图。

   焊接实物图	接线图

   注：测试时将万用表调至电流表模式，然后测量 Vcc 引脚 上连接导线的电流即可。

2.测试过程

在这一节中，你将看到 ESP32 的 Modem-sleep 模式下的电流功耗测试过程的详细说明。

1. 工具链的安装

   在进行 Modem-sleep 模式下的的电流功耗测试之前，你需要安装工具链。工具链的详细安装步骤可以在 ESP-IDF Programming Guide 找到, 这里与不多加以描述。

   注： esp-iot-solution 使用与 esp-idf 相同的工具链，所以如果你的平台上能够编译 esp-idf 中的 example，则工具链无须重复安装。

2. 测试代码下载

   在工具链安装完成之后，你接下来需要下载完整的 esp-iot-solution 工程，推荐使用如下指令:

   git clone https://github.com/espressif/esp-iot-solution.git
   cd esp-iot-solution
   git submodule update --init --recursive
   

   更新 submodule 时可能需要几分钟的时间，如果本地已经有 esp-iot-solution 仓库，请及时更新到最新版本。

3. 测试代码编译及下载

   编译 Modem-sleep 测试用例(Modem-sleep 测试代码放在了 esp-iot-solution/tools/unit-test-app/components 目录下)。

   • 工程配置

       make menuconfig
     

     在 menuconfig-->Serial flasher config 中修改串口号和波特率。

   • 代码编译

       cd esp-iot-solution/tools/unit-test-app
       make TEST_COMPONENTS=modem_sleep
     

   • 固件烧写

     代码编译通过后， 将编译生成的 .bin 文件烧写到开发板上。 首先将 GPIO0 拉低，然后按下复位键让芯片进入下载模式。执行指令:

       make flash
     

     注：波特率太高, 可能会下载失败, 太低则烧写过程缓慢. 一般可以配置成 921600。

4. Modem-sleep 电流测试用例 log

   打开串口终端，按下复位键后，芯片启动，你将看到如下打印信息:

   Here's the test menu, pick your combo:
   (1)	"Wifi stop test" [wifi_test][iot]
   (2)	"Connect router test" [wifi_test][iot]
   (3)	"Modem sleep start test" [mordem_sleep][iot]
   (4)	"Modem sleep stop test" [mordem_sleep][iot]
   

   log 上列举的就是你可以进行的测试选项,其中使用了不同的唤醒源，比如 输入 3 则进行 Modem sleep start test . 在 Modem-sleep 期间， 你就可以测试电流功耗。

5. 示波器或万用表的连接方法
   在这里，你需要注意设置示波器或电流表的量程。如果使用的是 ESP32-WROOM-32D 开发板，将电流表正负探针分别接在 3.3 V 电源 与 模块 Vcc 引脚即可(此时模块应用此 3.3 V 电源供电)。
    

   注：如果用示波器，请注意电流在示波器上能显示的最小单位，如果最小单位为 10 mA 及以上，可能会导致测量结果不准确。

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四. 测量结果

在此示例中先进行 Wi-Fi 连接，然后进行 Modem-sleep 模式下的电流功耗测量。

测试用例	此用例下的电流功耗
复位&关闭 Wi-Fi	38.1 mA
连接 Wi-Fi	105.2 mA
开始 Modem-sleep	41.2 mA
停止 Modem-sleep	105.2 mA

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五. 总结

通过以上方法,可测出 ESP32 的 Modem-sleep 模式下的电流功耗,用户可选择采用以上方法对自己的 ESP32 进行电流功耗测试。