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![Arduino用スケッチ（抜粋）
INA226との通信は
オレ工房様のスケッチを利用
http://ore-kb.net/archives/150
シリアル出力部分を、受け側プ
ログラムに合わせて改変して使
用させていただきました。
約5msごとにデータ取得します
https://github.com/oho-sugu/powermeter
void setup()
{
Wire.begin();
Serial.begin(115200);
setupRegister();
}
char buf[64];
unsigned short voltage; // Bus Voltage (mV)
unsigned short current; // Current (mA)
unsigned short power; // Power (uW)
unsigned long time; // time (ms)
void loop()
{
voltage = (unsigned short)readRegister(INA226_REG_BUS_VOLTAG
current = (unsigned short)readRegister(INA226_REG_CURRENT);
power = (unsigned short)readRegister(INA226_REG_POWER);
time = millis();
snprintf(buf, NELEMS(buf)
, "T%lxV%xI%xP%xn"
, time
, voltage
, current
, power
);
Serial.print(buf);
delay(5);
}](https://image.slidesharecdn.com/droidkaigi-150424232039-conversion-gate02/85/Droid-kaigi-19-320.jpg)
Uploaded bySuguru Oho
Droid kaigiプレゼン
モバイルにおける電力最適化のための一プラクティス Arduinoとデジタル電力計を使って、Adnroidアプリの消費電力を計測します。 プログラムを変えた時、消費電力はどう変化するか見てみます。
![マテリアルデザインを用いたデザインリニューアル [フリル編]](https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/droidkaigi-150425032816-conversion-gate02-thumbnail.jpg?width=640&height=640&fit=bounds)
![徹底解説！Project Lambdaのすべて[JJUG CCC 2013 Fall H-2]](https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/cfp-131109020605-phpapp01-thumbnail.jpg?width=640&height=640&fit=bounds)
Droid kaigiプレゼン
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- 2. 自己紹介 ● 於保 俊(おほすぐる) Tw:@ohomagic ● 環境学修士・・・ ● 六本木のクラブKLabでエンジニアリングマネージャー やってます ● 仕事は、「何でも屋？」 ○ 広く浅く様々な技術課題解決をしています ○ KLabのEM部の工作担当です ○ N88BASIC(大昔)→Java(大学)→PHP(KLab)→最近 は、Python、C#、C・・・色々・・・Android（うっ ● 最近子供が生まれて、いつか一緒にコード書く ことを夢見ています
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- 4. 今日のお話 ● はじめに ○ なぜ消費電力が重要なのか？ ○電力最適化の課題 ○ 電力最適化の先行事例等 ● 電力計測の仕組み ○ 電力はどうやって測るか？ ○ 今回の装置の紹介 ● 実例として ○ いろんなアプリを測ってみた 何が電気を食うのか？ ○ AndroidWearのWatchFaceの消費電力を減らしてみた ● まとめ
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- 6. なぜ消費電力が重要なのか? ● 電気は有限 ● 電池のもちが悪いとユーザー がアクティブになってくれる時 間が短くなる ●電池のもちが悪いとネガティ ブなユーザー体験につながる ● 場合によってはアンインストー ルの理由にもなる 画像：Wikipediaより引用
- 7. さらに 「ウェアラブルの台頭」 ● AndroidWear /Apple Watch … ● バッテリー容量はさらに小さい ● モバイルSoCがメインで最適化がまだ進んでない 後藤弘茂のWeekly海外ニュース「スマートウォッチの電池と価格の呪縛を解き放つSoC設計と実装」 http://pc.watch.impress.co.jp/docs/column/kaigai/20141030_673678.html ● 十分とは言いがたい稼働時間 よりシビアな条件で電力消費と戦わなくてはいけない
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- 9. 計測できなきゃ手が出せない ● 一般的なパフォーマンスチューニングでも ○ プロファイラを使って時間がかかっているところやメモリ の消費などを計測します ○計測して問題個所を特定し、改善していきます ● つまり、どこで「電力」を消費しているかを計測で きなきゃチューニングのしようがない 計測可能なら、計測・変更を繰り返すことでチュー ニングできる
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- 11. Google Project Volta&Battery Historian ●Project Volta ○ Android5.0で導入されたバッテリーのもちをよくするた めの各種仕組みとAPI群 https://developer.android.com/about/versions/android-5.0.html#Power ● Battery Historian ○ Project Voltaで導入された電源関連の統計情報を取得 し、整形して分析しやすくするツール https://github.com/google/battery-historian
- 12. 株式会社ブリリアントサービス様 電力測定キット「パワースカウター」 ● ダミーバッテリーを使って、電力を計測 ● 本格的な計測が廉価（2~3万円）にできるそうです http://www.brilliantservice.co.jp/works/power_kit.html ●今回の発表は、ここからヒントを得て、 ○ 自分もやってみたい！ ○ もっと安く簡単にできないか？ ○ バッテリーが取り外しできない最近の機種に対応するには を考えて、実験したものです
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- 14. 電力とは？ ● 電圧×電流 ● 電圧は回路に並列に、電流は回路に直列につ ないで計測する ●電圧計と電流計があれば、電力は分かる ● 端末にUSB給電するとき「バッテリーが満充電」 であれば、電力はバイパスされて端末を動かす のに「ほぼ」使われる
- 15. 今回の装置の紹介 ● INA226 I2Cディジタル電流・電圧・電力計モ ジュール ●ArduinoUno ● USB充電器 ● USBケーブル(高速充電対応) ● 計測用スケッチ(Arduino用プログラム) ● ファイル保存+グラフ描画用自作プログラム
- 16. INA226 I2Cディジタル電流・電圧・電力計モジュールとは ● I2Cでつながるデジタル 電力計 ●ストロベリー・リナックス 通販で購入 ● 1000円！ ● 計測レンジ ±20A 36V ● 精度1.25mA 1.25mV ● 小さい ● キャリブレーションいらな くて簡単 下記商品URLから引用 https://strawberry-linux. com/catalog/items?code=12031
- 17. Arduino Uno ● 便利なマイコン基板 ●簡単にPCと外部入 出力をつなげられて 重宝します ● 3000円くらい 下記URLから引用 http://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno
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- 19. Arduino用スケッチ（抜粋） INA226との通信は オレ工房様のスケッチを利用 http://ore-kb.net/archives/150 シリアル出力部分を、受け側プ ログラムに合わせて改変して使 用させていただきました。 約5msごとにデータ取得します https://github.com/oho-sugu/powermeter void setup() { Wire.begin(); Serial.begin(115200); setupRegister(); } char buf[64]; unsignedshort voltage; // Bus Voltage (mV) unsigned short current; // Current (mA) unsigned short power; // Power (uW) unsigned long time; // time (ms) void loop() { voltage = (unsigned short)readRegister(INA226_REG_BUS_VOLTAG current = (unsigned short)readRegister(INA226_REG_CURRENT); power = (unsigned short)readRegister(INA226_REG_POWER); time = millis(); snprintf(buf, NELEMS(buf) , "T%lxV%xI%xP%xn" , time , voltage , current , power ); Serial.print(buf); delay(5); }
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- 22. この装置の利点と欠点 ● 利点 ○ 安い、簡単に作れる ○デバイスにUSB給電するだけ、手軽に使える ○ USB給電に対応する機器なら何でも対応可能 ○ それなりに細かく消費電力のモニタリングが可能 ● 欠点 ○ 精度は専門の機器に比べると劣る ○ 電力がバッテリーの充電に使われる場合、さらに精度が 悪化する ○ 時間解像度は数msくらいが限界→メソッド単位とかでは さすがに電力計測できない
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- 29. ここまでの結果まとめ ● 意外とGoogleMapが電気食い ● 動画再生が消費電力が少ない ○これはデコード専用回路のおかげだと推測 ● ブラウザも比較的大食い ○ 特に瞬間最大消費電力が多い ○ スクロール時など、画面変更時に目立つ
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- 33. ここまでの結果まとめ 音ゲー Playgroundゲームエンジン WebViewはとても消費電力が多い ゲームのコア部分であるライブでの消費電力はかな り少ない 下限もおよそ2Wくらいと低い 真・戦国バスター Androidの標準UIコンポーネント ベースで作成 増減が激しい ユニティちゃんの ホームラン競争 Unity 4 消費電力下限が約2.5Wと高い シーンやオブジェクトの激しい変更がなければ電力消 費は落ち着いている その他のゲームでも調べてみましたが ● WebViewはアニメーションやスクロール時の電力消費が激しい ● 通信時、特に連続してファイルのDLをするときは電力を消費
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- 39. ここまでのまとめ 消費電力は ● ゆるい傾向として2D<3D ● シーンや画面の切り替えは多いほど消費電力大 ●同じゲームエンジンを使っていても違う傾向 ● 頻繁な通信は大きな電力消費 ● さらに調査が必要 とはいえ、いわゆるパフォーマンスチューニングは省電力にも貢献 すると思われます ※何をすれば省電力かという体系的なノウハウは今後調査と検証 が必要です
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- 41. ※注 計測対象・条件 Sumsung Gear Live275C Android5.0.1 ディスプレイ明るさ最低 以降の計測結果は、あくまで発表者の環境での結 果です。 傾向をきちんと裏付ける回数の試行を行うことはで きなかったので、あくまでも参考としてとらえてくだ さい。
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- 47. 自作WatchFaceを作ってみます ● 画像をぐるぐる回しています ○ 秒針と分針に対応する画像をAnalogSweepのサンプ ルを参考になめらかに回転させながら合成して、描画し ています 参考 https://developer.android.com/samples/WatchFace/Wearable/src/com.example.android.wearable. watchface/SweepWatchFaceService.html secondMatrix.reset(); secondMatrix.setRotate(((float)mTime.second + milliseconds / 1000.0f)*6.0f,centerX,centerY); secondMatrix.postTranslate(-(float)width/7,-(float)height/7); if(mSecondScaledBitmap!=null) canvas.drawBitmap(mSecondScaledBitmap, secondMatrix,null);
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- 49. 気付いたこと ● 操作をやめて10秒後くらいから消費電力がガク ンと下がる ○ →CPUのパワーステートの切り替え？ ●処理が継続して重ければ、消費電力の高い状 態が維持される
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- 53. 減ったけど思った結果にはならなかった ● Sleep100msの時の挙動がよくわからない ● とはいえ、計測しながらチューニングできるのは 可能性を感じる ●単純な図形なら、画像ではなく、直接描画した 方がいいのではないか→今後確かめたい
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- 55. まとめ2 ● 簡単な装置で、比較的簡単に電力測定できる ● プログラムの工夫で消費電力は抑えられる ●見えてくるエンジンやOSやハードウェアの特性 ● 計測可能だし、消費電力を気にしてみてもいい のでは？ ● あと、ハードウェア楽しいよ！
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