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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Multimeter mit 0,1µA-Genauigkeit


Autor: Peter K. (Gast)
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Hallo,

ich würde gerne den Stromverbrauch meiner Mikrocontroller-Schaltungen 
messen können (auch im Sleep-Modus). Dafür suche ich ein Multimeter, 
welches Gleichstrom bis hinunter zu 0,1µA messen kann.

Gibt es Empfehlungen?

Autor: avion23 (Gast)
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1kΩ messwiderstand und Spannung messen?

Autor: S. Matlok (smatlok)
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1Mohm - shunt und ein etwas bessres multimeter .

ansonsten wirds teurer https://www.gossenmetrawatt.com/

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Peter K. (Gast)

>welches Gleichstrom bis hinunter zu 0,1µA messen kann.

>Gibt es Empfehlungen?

Mach dir erstmal den Unterschied zwischen Auflösung und Genauigkeit 
klar.
0,1uA Auflösung haben AFAIK nur die besseren Multimeter, so ab 50 EUR 
aufwärts.

MFG
Falk

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  S. Matlok (smatlok)

>1Mohm - shunt und ein etwas bessres multimeter .

Schwachsinn. Sobald die Schaltung ein BISSCHEN Strom zieht fällt dort ne 
viel zu hohe Spannung ab un der uC stürzt ab.

Jedes 0815 Messgerät hat einen 200mV Spannungsmessbereich. Wenn man den 
mittels 1K Widerstands auf 200uA abbildet, kann man selbt mit einem 
10Bit Messgerät (3 Stellen) auf 0,1uA auflösen.

MFG
Falk

Autor: Peter K. (Gast)
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Ich bin mir durchaus bewusst, dass ich für das Multimeter zwischen 100 
und 200 Euro hinlegen muss.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Peter K. (Gast)

>Ich bin mir durchaus bewusst, dass ich für das Multimeter zwischen 100
>und 200 Euro hinlegen muss.

Wenn du meinst. Der Sinn erschliesst sich mir allerdings nicht. Für eine 
praxistaugliche Abschätzung reicht ein 20 EUR Multimeter, 1uA Auflösung 
ist hier ausreichend. Was hilft dir die Information, ob deine Schaltung 
15,3 oder 15,4 uA zieht?
Meist will man eher wissen, ob man nicht aus versehen irgendwelche 
Module im uC NICHT ausgeschaltet hat, wie z.B. Analog Komparator, ADC, 
offenen Eingänge etc. Siehe Sleep Mode. Da reicht 1uA Auflösung 
locker. Been there, done that.

MFG
Falk

Autor: Der Fädler (Gast)
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Ok, wenn 1µA dafür ausreicht, dann soll das auch für mich reichen!

P.S.: Laut Atmel-Datenblatt braucht ein ATtiny13 aber im Sleep-Modus 
weniger als 1µA...

Autor: Ich (Gast)
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>P.S.: Laut Atmel-Datenblatt braucht ein ATtiny13 aber im Sleep-Modus
>weniger als 1µA...

Dann zeigt Dir das Nichts auf der Anzeige, daß alles in Ordnung ist.  :)

Autor: Der Fädler (Gast)
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Das reicht leider nicht aus -- ich würde gerne Abschätzen, wie lange die 
Schaltung mit Batterieversorgung laufen kann.

Autor: Andreas K. (derandi)
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Folienkondensator aufladen, µC dranhängen und dann die Entladekurve 
beobachten?

Autor: A. K. (prx)
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Messung mit Widerstand ist durchaus möglich. Allerdings muss man die 
verschiedenen Stromverbrauchsphasen getrennt messen, da sonst der 
Spannungsabfall am Widerstand den Controller bei Aktivierung sofort 
abwürgt.

Also:
- Geeigneten Widerstand in die Stromleitung hängen.
- Normales Allerweltsmessgerät dran.
- Widerstand temporär kurzschliessen.
- Controller dauerhaft in den zu messenden Zustand bringen.
- Kurzschluss auflösen.

Autor: S. Matlok (smatlok)
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Falk Brunner schrieb:

>>1Mohm - shunt und ein etwas bessres multimeter .
>
> Schwachsinn. Sobald die Schaltung ein BISSCHEN Strom zieht fällt dort ne
> viel zu hohe Spannung ab un der uC stürzt ab.
>
> Jedes 0815 Messgerät hat einen 200mV Spannungsmessbereich. Wenn man den
> mittels 1K Widerstands auf 200uA abbildet, kann man selbt mit einem
> 10Bit Messgerät (3 Stellen) auf 0,1uA auflösen.
>
> MFG
> Falk

Moing!
Ja, genau, wie du schon sagtest, 200mV Messbereich. mit 1Mohm bist du 
bei 100mV, man kann also sehr gut/genau messen.

Im 200mV Messbereich 0,1mV Messen zu wollen, DAS IST SCHWACHSINN. Ein 
LSB daneben und du hast +-200% Messungenauigkeit. Und selbst das wird 
nie erreicht.
Hirn einschalten ?

Schwachsinn wäre es auch den uC dauerhaft über den 1M versorgen zu 
wollen -- schonmal was von einem Jumper gehört, den man parallel zum 
Messhunt löten kann und nur zur Messung mal spontan abzieht ?

In dem Forum kann man eigentlich erwarten dass man selber mal ne sekunde 
nachdenkt.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Eine Diode anstelle des Jumpers ist besser: Damit kann der Controller 
soviel Strom ziehen wie er will, der Spannungsabfall geht nie über etwa 
0,7V. Und bei 200mV Spannung ist der Leckstrom durch die Diode 
minimalst, so dass man den Widerstand sehr hochohmig machen kann.
Alternativ: 
http://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4...
Damit beträgt der Spannungsabfall dann 0V.

Autor: A. K. (prx)
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Würde ich nicht drauf wetten.

Aus dem Datasheet der 1N4148 von DIODES lässt sich extrapolieren, dass 
der typische Strom bei 200mV ungefähr 0,1µA beträgt.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  S. Matlok (smatlok)

>Ja, genau, wie du schon sagtest, 200mV Messbereich. mit 1Mohm bist du
>bei 100mV, man kann also sehr gut/genau messen.

Mann, es geht nicht um 0,1uA VOLLAUSSCHLAG sondern um 0,1uA Auflösung, 
wer zuviuel Geld hat meinetwegen auch 0,1uA Genauigkeit!

>Im 200mV Messbereich 0,1mV Messen zu wollen, DAS IST SCHWACHSINN.

Nöö, das ist der Normalfall. Wir reden von AUFLÖSUNG.

> Ein
>LSB daneben und du hast +-200% Messungenauigkeit. Und selbst das wird
>nie erreicht.
>Hirn einschalten ?

Eben, versuchs einfach mal, sofern vorhanden ;-)

>In dem Forum kann man eigentlich erwarten dass man selber mal ne sekunde
>nachdenkt.

Das sagt der Richtige.

Autor: Peter K. (Gast)
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Danke für die vielen hilfreichen Geräteemepfehlungen!

Autor: A. K. (prx)
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Geht's noch? Oder musst du unbedingt noch ein paarhundert Euro 
vertickern und weisst grad nicht wie?

Wenn dein Ziel vor allem darin besteht, viel Geld loszuwerden, dann sag 
das. Ansonsten mecker nicht über sinnvolle Vorschläge, dem eigentlichen 
Problem zu Leibe zu rücken.

Autor: Pieter (Gast)
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moin moin,

da der TO eine Geräteempfehlung haben wollte:
Mein Fluke 189 hat einen 500µA Bereich, Anzeige ist 500,00µA.

MfG
Pieter

Autor: S. Matlok (smatlok)
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@Falk Brunner:

Les doch bitte nochmal den ganzen Text.

Zitat:
>Das reicht leider nicht aus -- ich würde gerne Abschätzen, wie lange die
>Schaltung mit Batterieversorgung laufen kann.

Also er will genau wissen wieviel Strom (im Sleepmodus!?) gezogen wird. 
Er will also die 0,1uA genau Messen, d.h. deutlich genauer als 0,1uA 
auflösen.

Oder etwa nicht?

Whatever, ich bin ja kein Kindergärter, macht was ihr wollt ;-)

Autor: Lötdampfabsauger (Gast)
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> ich würde gerne den Stromverbrauch meiner Mikrocontroller-Schaltungen
>messen können (auch im Sleep-Modus).

Wenn du den Wechsel der unterschiedlichen Betriebsarten ohne Störungen 
erfassen willst, brauchst du einen Shunt von 10 Ohm UND einen 
hochauflösenden AD-Wandler(5-6 Digit Auflösung). Damit kannst du den 
Strombereich von 20 mA bis runter zu 100nA , ohne Umschaltung von 
irgendwas, messen.

Autor: Lötdampfabsauger (Gast)
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Nachtrag:

Statt des AD-Wandlers nimmt man auch z.B. Keithley-2000-DMM

Autor: Peter K. (Gast)
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Das heißt wohl, dass ich um ein Gerät der Klasse 34401 garnicht 
herumkomme. Oder wie schnell schaltet der Autorange einiger 
Handmultimeter um? Kann ich da kurze Strompeaks (aufwachen des µC für 
wenige dutzend Takte) mit einer MAX-Funktion aufnhemen?

Autor: Lötdampfabsauger (Gast)
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Noch nen Nachtrag:

Die Anzeige der letzten Stelle bei 'preisgünstigen' DMM ist mit Vorsicht 
zu geniessen. Die Datenblätter dieser Geräte beschreiben hier eine 
Unsicherheit von, bis zu +/- 3 Digit.

Autor: doofi (Gast)
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> Kann ich da kurze Strompeaks (aufwachen des µC für
> wenige dutzend Takte) mit einer MAX-Funktion aufnhemen?

Klaaaaaaar...

hrhrhr

Autor: Lötdampfabsauger (Gast)
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>  Oder wie schnell schaltet der Autorange einiger
>Handmultimeter um? Kann ich da kurze Strompeaks (aufwachen des

Autorange findet im Bereich einiger 100ms statt, und billige DMM machen 
vlt. 4 Messungen/sec. Damit kommste nicht zurecht.

Wenn deine Tests professionellen Charakter haben, also ohne Umschaltung 
des Shunts und mit hoher Datenrate statfinden soll, dann musst du min. 
800,- bis 1000,- EUR für ein Tischmultimeter inverstieren.

Autor: Ulrich (Gast)
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Wenn es darum geht das kurze aufwachen mitzubekommen, dann wird man wohl 
kaum um ein Oszilloskop und eine Widerstand rumkommen. Wegen der 
Abblockkondensatoren wäre da sogar ein Transimpedanzverstärker 
angebracht.

Die Max Funktion ist normalerweise so, das der Größte wert der in der 
Anzeige erschien genommen wird. Das ist also in der Regel zu langsam, 
denn üblich sind etwa 3 Messungen je Sekunde. Man mißt damit also mehr 
oder weniger den mittleren Stromverbrauch.
Der Autorange sollte ähnlich langsam, eher noch langsamer schalten. Die 
Lösung mit der Diode parallel zum shunt ist gar nicht so schlecht.

So schlecht sind die Multimeter auch nicht. Es gibt durchaus günstige 
mit einem 200 µA bereich (z.B.Peaktech 1040). Die +-3 Digits gelten 
üblicherweise für die Wechselspannung/Wechselstromwerte bei DC ist auch 
bei günstigen Geräten +-1 Digit üblich. Für eine Abschätzung des 
Stromverbrauches sollte es aber schon reichen.

Autor: A. K. (prx)
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Ulrich schrieb:

> Wenn es darum geht das kurze aufwachen mitzubekommen, dann wird man wohl
> kaum um ein Oszilloskop und eine Widerstand rumkommen. Wegen der
> Abblockkondensatoren wäre da sogar ein Transimpedanzverstärker
> angebracht.

Auch das ist nicht unbedingt erforderlich. Wenn man einen Pin dazu 
bringt, im Wachzustand gesetzt und im Ruhezustand gelöscht zu sein, dann 
kann man die Zeiten direkt sehr einfach von aussen nachmessen. Über den 
Strom an Stelle des Pins geht es aber mit einem Komparator aber auch.

Autor: Arno H. (arno_h)
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Basics:
http://www.ntb.ch/Pubs/sensordemo/wtm/m_op/LLHB_6_...
Kann man auch direkt bei Keithley runterladen. Wenn man sich 
registriert, kann man es auch noch als richtiges Buch bekommen.

Ebenso interessant sind das "Nanotechnology Measurement Handbook" und 
das "Switching Handbook".
Arno

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Ich hab son unverwüstliches M3900 fürn Appel und Ei, das hat nen 20µA 
Bereich, also 10nA Auflösung.

http://www.myvolt.de/index.php?cat=KAT38&product=P...


Peter


P.S.:
Huch, ich sehe grade, die haben es kastriert, meins (A-Z: 34,-DM) hatte 
noch 32 Bereiche.

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Ich habe mir mal ein Metrix MX24B gegönnt. Das hat eine Anzeige mit 
50000 Counts und ist brauchbar genau.

Wenn man mal diese ganzen 3 1/2-stelligen Multimeter hinter sich läßt 
und 4 1/2 oder besser betrachtet, dann hat man schon brauchbare Geräte.

Ich würde die Strommessung auch mit einem Shunt (100 Ohm oder so) und 
einer Diode versuchen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  S. Matlok (smatlok)

>Les doch bitte nochmal den ganzen Text.

Hab ich.

>>Das reicht leider nicht aus -- ich würde gerne Abschätzen, wie lange die
>>Schaltung mit Batterieversorgung laufen kann.

>Also er will genau wissen wieviel Strom (im Sleepmodus!?) gezogen wird.

Ja, aber . . .

>Er will also die 0,1uA genau Messen, d.h. deutlich genauer als 0,1uA
>auflösen.

>Oder etwa nicht?

Nein, das ist praktisch Unsinn. Denn:

Im Power Down gibt es nur noch die Leckströme, liegt alles im Bereich 
von ~300nA bei den AVRs. Ob das nun 250 oder 300nA sind spielt keine 
Rolle, die Batterielebensdauer verändert das nicht. Warum? Na dann 
rechne mal aus, wieviele mAh das Ding pro Jahr zieht. Nämlich gerade mal 
2,6mAh, eine winzige Knopfzelle mit 100mAh hält da theoretisch 38 Jahre. 
Bei 250nA wären es 45 Jahre. Alles praktisch irrelevant.

Wirklich wichtig ist die Messung im Power Save Sleep Mode, dort 
kommt man je nach Beschaltung und Software auf 5..50uA. Und die kann man 
ausreichend genau mit 1uA Auflösung messen.

MfG
Falk

Autor: Eddy Current (chrisi)
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Falk Brunner schrieb:
> Wirklich wichtig ist die Messung im Power Save Sleep Mode, dort
> kommt man je nach Beschaltung und Software auf 5..50uA. Und die kann man
> ausreichend genau mit 1uA Auflösung messen.

Ich würde es mal als abschätzen bezeichnen. Dafür reicht es sicherlich. 
Praktisch gesehen würde ich die Stromaufnahme aber dennoch gerne genauer 
wissen:

- Verhalten der Schaltung über die Temperatur
- Erkennung von Designfehlern, z.B.
   Soft-Poweroff: "Huch, da hängt ja noch ein 1MOhm an VCC"
   I/O-Pins: "Da floatet ja noch ein Input!"
- Spezifikation der Batterielebensdauer

Ansonsten könnte ich ja gleich nach der Spec des Prozessors arbeiten und 
müßte gar nicht mehr messen.

Das soll jetzt nicht heissen: OP, kauf' Dir ein teures Multimeter. Die 
Methode mit dem Shunt im 200mV-Bereich funktioniert dafür einfach zu 
gut.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

Geräteempfehlung?
Für schlechte Zeiten habe ich da noch ein analoges PM2503 mit minimal 
1µA Vollausschlag.
Für 5 Euro vom Flohmarkt... :-)

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Eddy Current (chrisi)

>> ausreichend genau mit 1uA Auflösung messen.

>Ich würde es mal als abschätzen bezeichnen. Dafür reicht es sicherlich.

Hab ich das nciht mehrfach gesagt?

>Praktisch gesehen würde ich die Stromaufnahme aber dennoch gerne genauer
>wissen:

Reichen dafür 1uA Auflösung nicht?

MFG
Falk

Autor: Eddy Current (chrisi)
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> Reichen dafür 1uA Auflösung nicht?
Ich kann den OP nur zum Denken anregen. Letztlich muss jeder für sich 
entscheiden, wie genau er es braucht. Dass die Auflösung keine Frage des 
Budgets ist, haben wir ja nun festgestellt.

Wenn mir meine Messanordnung genau 6 verschiedene Werte liefern kann, 
ist mir das zu ungenau.

Autor: doofi (Gast)
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> Wenn mir meine Messanordnung genau 6 verschiedene Werte liefern kann,
> ist mir das zu ungenau.

Dann sitzt der Fehler aber vor dem Meßgerät.

Autor: Edi (Gast)
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Nachdem das jetzt zur Auflösungs- und Messgeräteschlacht ausartet, 
möchte ich mal einen Beitrag leisten, der zwar am Wortlaut des Themas 
vorbei geht, aber dem Sinn nach vielleicht nützen könnte.

Zum "Messen" des Stromverbrauchs eines eingeschlafenen Atmels, der immer 
wieder mal aufwacht und sich gleich wieder schlafen legt, nehme ich 
immer einen ausreichend großen Elko (Richtwert etwa 47 bis 470µF), lade 
ihn mit der maximalen Versorgungsspannung (z. B. 4,2V) und messe die 
Spannung hochohmig mit, während der Atmel langsam den Elko entlädt. Die 
Zeit, die er braucht, um die minimale Versorgungsspannung (z. B. 3,2V) 
zu erreichen, messe ich mit der Stoppuhr mit. Dann wiederhole ich den 
Vorgang mit einem passenden Widerstand, der etwa den gleichen Strom 
zieht (z. B. 10 MOhm) und vergleiche die Zeit. Aus dem mittleren Strom, 
den der Widerstand zieht, und dem Verhältnis der gemessenen Zeiten 
bekomme ich einen ausreichend guten Wert für den mittleren 
Stromverbrauch des Atmels:
I = IR * tR / tA

I : mittlerer Strom des Atmels + Beschaltung
IR : mittlerer Strom durch den Widerstand, ca. (Umin+Umax)/(2*R)
tA : gemessene Zeit mit Atmel + Beschaltung als Last
tR : gemessene Zeit mit Widerstand als Last.
Der Vorteil dieser Methode ist, dass man auch die Stromspitzen während 
der Aufwachphasen erfasst. Man sollte aber die Messdauer groß genug 
wählen, dass die Aufwachphasen oft genug erfolgen. Außerdem wird auch 
gleich der unterschiedliche Stromverbrauch bei unterschiedlichen 
Versorgungsspannungen berücksichtigt.

(Jaja, ich weiß, der mittlere Strom durch den Widerstand ist nicht 
(Umin+Umax)/(2*R), sondern das Integral des nach einer e-Funktion 
abfallenden Stromes über die Zeit, aber diese Näherung ist mir genau 
genug. Und: Jaja, ich weiß, die Entladekurve eines Elkos ist nicht 
identisch mit der Entladekurve einer Lithium- oder sonstwelcher 
Batterie, aber auch das ist mir Näherung genug.)

Autor: Andreas K. (derandi)
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Kondensatormethode, Investion: ein paar Euro.
Hab ich schon weiter oben angeschnitten, wurde komplett ignoriert.
Stattdessen lieber ein paar hundert Euro in ein Multimeter stecken mit 
dem sich die Stromspitzen beim Aufwachen sowieso nicht messen lassen.

Außerdem würd mich mal interessieren ob die Frage auch berechtigt ist, 
die Selbstentladung mancher Batterien und speziell Akkus dürfte den 
Stromverbrauch eines µC, grade eines schlafenden Tinys, bei weitem 
überschreiten.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Edi (Gast)

>immer einen ausreichend großen Elko (Richtwert etwa 47 bis 470µF), lade
>ihn mit der maximalen Versorgungsspannung (z. B. 4,2V) und messe die
>Spannung hochohmig mit,

Wie genau? Ein Multimeter mit 10M Eingangswiderstand reicht da nicht. 
Das zieht bei 5V immerhin schon 500nA ;-)

Mit einem OPV mit JFET Eingang kommt man problemlos auf 100pA und 
weniger.

> während der Atmel langsam den Elko entlädt. Die
>Zeit, die er braucht, um die minimale Versorgungsspannung (z. B. 3,2V)
>zu erreichen, messe ich mit der Stoppuhr mit.

OK.

> Dann wiederhole ich den
>Vorgang mit einem passenden Widerstand, der etwa den gleichen Strom
>zieht (z. B. 10 MOhm) und vergleiche die Zeit.

Etwas weiter denkende Leute rechnen das einfach per Ladung aus ;-)

>bekomme ich einen ausreichend guten Wert für den mittleren
>Stromverbrauch des Atmels:

Das bekommt man mit einr einfachen Messung auch hin. Und bei <1uA im 
Power Down spucken dir die Leckströme vom Elko mächtig in die Suppe.

>Der Vorteil dieser Methode ist, dass man auch die Stromspitzen während
>der Aufwachphasen erfasst.

Wohl wahr. Kann man aber auch per Shunt und Oszi, so man eins hat.

>genug. Und: Jaja, ich weiß, die Entladekurve eines Elkos ist nicht
>identisch mit der Entladekurve einer Lithium- oder sonstwelcher
>Batterie, aber auch das ist mir Näherung genug.)

Als "Poors Man Estimate" OK.

Mfg
Falk

Autor: Edi (Gast)
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>>immer einen ausreichend großen Elko (Richtwert etwa 47 bis 470µF), lade
>>ihn mit der maximalen Versorgungsspannung (z. B. 4,2V) und messe die
>>Spannung hochohmig mit,
>Wie genau? Ein Multimeter mit 10M Eingangswiderstand reicht da nicht.
>Das zieht bei 5V immerhin schon 500nA ;-)

Wenn man beide Messvorgänge mit dem gleichen Messgerät und dem gleichen 
eingestellten Messbereich misst, und wenn die beiden Messvorgänge 
ungefähr gleich lange dauern, dann verringert sich der Einfluss des 
Messgeräts, weil nur der zeitliche Unterschied einen Fehler ausmacht. 
Aber Du hast schon recht, das Messmittel sollte schon recht hochohmig 
sein, oder der Innenwiderstand wird in der Messanordnung berücksichtigt.

>> Dann wiederhole ich den
>>Vorgang mit einem passenden Widerstand, der etwa den gleichen Strom
>>zieht (z. B. 10 MOhm) und vergleiche die Zeit.
>Etwas weiter denkende Leute rechnen das einfach per Ladung aus ;-)

Mit der zweiten Messung werden einige Störeinflüsse eliminiert oder 
zumindest verringert, zum Beispiel die meist unbekannte Kapazität des 
Elkos. Die sind ja bekannt dafür, dass die gelegentlich beträchtlich 
neben dem Sollwert liegen. Genau genommen wird mit der zweiten Messung 
die Ladung ermittelt:

Q = IR * tR

Das geht genauer als über die angegebene Elko-Kapazität.

>Das bekommt man mit einr einfachen Messung auch hin. Und bei <1uA im
>Power Down spucken dir die Leckströme vom Elko mächtig in die Suppe.

Natürlich haben die Leckströme einen Einfluss, der aber auch kompensiert 
wird, wenn die beiden Messzeiten ungefähr gleich sind.

>>Der Vorteil dieser Methode ist, dass man auch die Stromspitzen während
>>der Aufwachphasen erfasst.
>Wohl wahr. Kann man aber auch per Shunt und Oszi, so man eins hat.

Da habe ich bis jetzt nichts Vernünftiges zustande gebracht. Wenn ich 
den ATtiny alle 8 Sekunden (Watchdog-Timer) aufwecke, und der ATtiny 
nach wenigen Mikrosekunden wieder einschläft, dann kann ich an den 
kurzen Spitzen, wenn ich sie überhaupt entdecke, nicht viel ablesen, und 
der Strom dazwischen liegt unter der Messgenauigkeit des Oszis. Was man 
da braucht, ist ein integrierendes Messverfahren, das den Mittelwert des 
Stroms liefert, und das Entladen des Elkos ist ein integrierendes 
Verfahren.

Autor: A. K. (prx)
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Edi schrieb:

> Da habe ich bis jetzt nichts Vernünftiges zustande gebracht. Wenn ich
> den ATtiny alle 8 Sekunden (Watchdog-Timer) aufwecke, und der ATtiny
> nach wenigen Mikrosekunden wieder einschläft, dann kann ich an den
> kurzen Spitzen, wenn ich sie überhaupt entdecke, nicht viel ablesen,

Analogscope? Dann sind 8sec etwas krass. Zwingt dich aber niemand dazu, 
für die Strommessung 8sec zu verwenden, da sollte es auch das Minimum 
des Watchdogs tun und dann siehst du was. Am Stromverbrauch der 
jeweiligen Phase ändert das nichts und an der einzelnen Wachzeit vom 
Controller auch nicht.

Mit einem DSO und 1sec-Schlaf habe ich so eine Messung schon 
durchgeführt.

> da braucht, ist ein integrierendes Messverfahren, das den Mittelwert des
> Stroms liefert

Yo. Und wie integriert man am einfachsten? Mit einem Analogrechner. Soll 
heissen mit einem R/C-Glied. Wenn das allerdings für 8sec dimensioniert 
ist, dann misst du möglicherweise den Leckstrom vom Elko, nicht den vom 
Tiny.

Ein digitales Messgerät jedenfalls ist ein scheusslich schlechter 
Mittelwertbilder. Dann schon lieber ein Drehspulgerät.

Autor: Edi (Gast)
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>Ein digitales Messgerät jedenfalls ist ein scheusslich schlechter
>Mittelwertbilder. Dann schon lieber ein Drehspulgerät.

Stimmt. Jedenfalls für Mittelwerte über eine Zeit, die klein gegenüber 
der mechanischen Trägheit des Messwerks ist.

>Zwingt dich aber niemand dazu,
>für die Strommessung 8sec zu verwenden, da sollte es auch das Minimum
>des Watchdogs tun und dann siehst du was. Am Stromverbrauch der
>jeweiligen Phase ändert das nichts und an der einzelnen Wachzeit vom
>Controller auch nicht.

Trotzdem möchte ich bei meinen 8 Sekunden bleiben, wenn die endgültige 
Schaltung mit diesen 8 Sekunden arbeitet, und nicht zum Messen die 
Bedingungen ändern und dann umrechnen.

>Mit einem DSO und 1sec-Schlaf habe ich so eine Messung schon
>durchgeführt.

Im Schlafzustand braucht ein ATTiny so um 1µA, im aufgeweckten Zustand 
ca. 1 mA oder mehr. Da braucht man schon ein sehr gutes DSO, um den 
Strom im Schlafzustand messen zu können - wobei wir wieder beim Problem 
der Auflösung wären...

Eine andere Möglichkeit sehe ich darin, den ATtiny überhaupt nicht 
aufzuwecken und den "Schlafstrom" zu messen, danach häufig (oft) 
aufzuwecken, den Wachstrom und die Dauer zu messen (auch mit meinem 
analogen Scope) und dann rechnerisch den Mittelwert zu bilden. Ich 
glaube, das läuft dann auf Deine Methode heraus und ist auch mit einem 
einfachen Oszilloskop machbar.

Autor: A. K. (prx)
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Edi schrieb:

> Im Schlafzustand braucht ein ATTiny so um 1µA, im aufgeweckten Zustand
> ca. 1 mA oder mehr. Da braucht man schon ein sehr gutes DSO, um den
> Strom im Schlafzustand messen zu können

Nur wenn man den Anspruch des Fragestellers hat, nämlich ohne zusätzlihe 
Komponenten auskommen zu können. Also ein DSO sucht, das direkt fast 
ohne Spannungsverlust mit logarithmischer Anzeige Strom messen kann 
(gibt's sowas?).

Da DSOs gemeinhin lieber Spannungen messen braucht man die schon 
angeführte Variante mit Widerstand und Diode. Und misst die Schlafphase 
mit einem anderen Widerstand als die Wachphase.

> Eine andere Möglichkeit sehe ich darin, den ATtiny überhaupt nicht
> aufzuwecken und den "Schlafstrom" zu messen, danach häufig (oft)
> aufzuwecken, den Wachstrom und die Dauer zu messen (auch mit meinem

Was ich oben schon erwähnt hatte. Dann brauchst du das Scope nur für die 
Zeitmessung (für den Wert reicht auch ein normales Messgerät) und die 
kann man ggf. auch mit einem separaten ad hoc aufgebauten Controller 
messen wenn man kein Scope hat.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Edi (Gast)

>>Mit einem DSO und 1sec-Schlaf habe ich so eine Messung schon
>>durchgeführt.

>Im Schlafzustand braucht ein ATTiny so um 1µA, im aufgeweckten Zustand
>ca. 1 mA oder mehr. Da braucht man schon ein sehr gutes DSO, um den
>Strom im Schlafzustand messen zu können

Genau DAS sollst du eben NICHT! Das Scope misst die Stromaufnahme über 
einen kleinen Shunt (10..100 Ohm) während der Aktivphase!

> - wobei wir wieder beim Problem
>der Auflösung wären...

Nöö, beim Mitdenken ;-)

>aufzuwecken, den Wachstrom und die Dauer zu messen (auch mit meinem
>analogen Scope) und dann rechnerisch den Mittelwert zu bilden. Ich
>glaube, das läuft dann auf Deine Methode heraus und ist auch mit einem
>einfachen Oszilloskop machbar.

Eben, steht auch alles im Artikel Sleep Mode.

Mfg
Falk

Autor: Edi (Gast)
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>Genau DAS sollst du eben NICHT! Das Scope misst die Stromaufnahme über
>einen kleinen Shunt (10..100 Ohm) während der Aktivphase!

...und der Strom während der Schlafphase ergibt dann welche Spannung? 
Das kannst Du noch mit dem DSO messen?

>> - wobei wir wieder beim Problem
>>der Auflösung wären...

>Nöö, beim Mitdenken ;-)

Ich glaube nicht, dass es am mangelnden Mitdenken liegt. Möglicherweise 
habe ich nur Deine Methode noch nicht richtig verstanden.

>>aufzuwecken, den Wachstrom und die Dauer zu messen (auch mit meinem
>>analogen Scope) und dann rechnerisch den Mittelwert zu bilden. Ich
>>glaube, das läuft dann auf Deine Methode heraus und ist auch mit einem
>>einfachen Oszilloskop machbar.

>Eben, steht auch alles im Artikel Sleep Mode.

Dann ist mir klar, woran es hapert. Ich bin immer davon ausgegangen, 
dass Du den Stromverbrauch "auf einmal" messen willst. Tatsächlich misst 
Du den Verbrauch im Sleep Mode und im wachen Mode mit dem DSO getrennt 
und bildest dann rechnerisch den Mittelwert über die Zeit. Ich bin 
anscheinend fälschlicherweise davon ausgegangen, dass es bei Dir auf 
einen Messvorgang herauslaufen soll.

Selbstverständlich funktioniert Deine Messmethode. Ich wende trotzdem 
weiter meine Methode an.

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