利用usb接口测量笔记本电池供电运行时长

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1、ZUIt)，牛，弟z别文章编号：1005—3387(2010)02—0011—13利用USB接口测量笔记本电池供电运行时长崔伟群徐定华杭晨哲(中国计量科学研究院，北京100013)摘要：利用USB接口在笔记本通电和断电时的电气特性和带有GPIB488数据接口的数字万用表的自动测量与控制系统，实现笔记本电池供电运行时长的自动化测量。关键词：USB接口；笔记本电池；运行时长中图分类号：TB9文献标识码：A应用的一种接口规范。0引言USB用一个4针插头作为标准插头，采用菊花一般的笔记本电池电量测量方法有开路电压测链形式可以把所

2、有的外设连接起来，最多可以连接量法、库仑计算法、阻抗测量法和综合查表法四种。127个外部设备，并且不会损失带宽。但是由于用户主要关心的是笔记本电池在一般情况USB接口分标准USB接口、MiniUSB接口和下支持的运行时长，因而以上的测量方法难以满足MicroUSB接口，图1为其机械标准，表1为其电气用户的要求。标准。2001年，日本的电子信息技术产业协会12一(JEITA)制订了测量笔记本电脑电池使用时间的标准，并于对社会公开。该标准用于测量电池使用时齑国间时规定画面亮度、CPU以及硬盘负荷等测试条件。桑2007以来，美

3、国能源之星标准首次更新了计算图1标准USB、MiniUSB和MicroUSB接口图机节能的标准，其5．0版本提出测量计算机的Of、Sleep、Idle、Active、TEC五种模式下的能效率⋯，进表1USB连接器触点电气规格一步给出了笔记本电池的能效标准。标准USB连接器触点MiniUSB无论是日本制定的笔记本电脑电池使用时间的触点功能(主机)功能(设备)功能标准还是美国能源之星计算机节能标准，对电池运1Us(4．75～5．25V)us(4．4～5．25V)Us(4．4～5．25V)2D—D—D一行时长和能效的测量必然导

4、致测量周期长，人工监3D十D十D+控困难。比如在测量笔记本Of和Sleep状态下的4接地接地ID电池运行时长时，当测量时长为一周时，其电池电量5接地还剩余80％，如果使用人工测量，实现起来非常笔记本的USB接口一般是标准A型接口。如困难。果能利用触点1和触点4的电压差对笔记本的工作如何能不破坏笔记本与电池连接结构，而对笔状态进行判断，那么就为自动测量笔记本电池供电记本电池供电运行时长进行自动测量，可成为需要运行时长奠定了物理条件。研究的课题。经过试验得知，当笔记本处于Idle、Active、TEC1USB接口规范模式下，

5、USB接口电压在5．0V左右；当笔记本关机时，USB接口电压小于4．75V，这使得通过判断USBUSB接口是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、接口电压来确定笔记本是否处于关机状态成为Microsoft等多家公司联合提出的。全称为Universal可能。SerialBus，即通用串行总线，是目前笔记本上广泛象和主控对象。根据UML设计规范，图3给出了2测量电路及系统相应的采集活动图。图2是利用USB接口测量笔记本电池运行时长的连接线路。从被测笔记本的可测USB接口(该USB接口的电压随着开关机有显著的变化)触点1引出接

6、线连接到数字万用表电压测量的一极，触点4引出接线连接到数字万用表电压测量的另一极。并通过GPIB接口将万用表与控制机连接。控制系统主要考虑如何实现USB电压的自动数字万用表被测笔记本采集和判断。基于面向对象的分析和设计方图2测量连接电路示意图法J，将系统分为数字万用表对象、GPIB488接口对图3自动采集活动图在采集过程中，结束长期采集状态的主要原因表选用精度为lO0nV的KETHLEY2000MULTIM—有两类：一类是终止条件电压被满足；另一类是采集ETE，终止电压选择为4．9V，采样间隔为1s。整个电压数据时发生通

7、讯错误。在通讯错误发生后，系测量过程由系统自动控制，无需人为干涉。统无法自动修复，所以必须强行退出。但是就目前图4为某一型号笔记本IDLE状态电池运行时计算机和仪器水平而言，发生通讯错误的概率非常测量结果的XY散点折线图，横坐标为测量时刻，纵低。因而该采集活动图的设计不会影响实际操作中坐标为USB接口电压，单位为V。测量起始时刻为的长期数据采集功能。6：49：32，终止时刻为15：23：32。从图中可以得知，在15：23：52以前，UBS接口电压稳定在5．15V一5．3测量结果2V之间；而在15：23：32时，USB接口

8、电压在几百毫针对某一型号笔记本，利用USB接口测量技术秒内迅速回落到4．44V。由此可知在IDLE状态，该对该笔记本电池供电运行时进行了测量。数字万用型号笔记本电池可支持8小时34分20秒。一12一电压／v5．300000005．200000005．100000005．000000004．900000004．8000