Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Strom mit einem Oszilloskop mithilfe eines Widerstandes messen


von Pascal D. (pascal_d)


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Hallo,
ich habe einen uC, dessen Stromaufnahme ich messen möchte. Ich bin der 
Anleitung des Development Kits gefolgt und habe einen 10 Ohm Widerstand 
eingelötet. Die Anleitung sagt, dass man zwei Probes nutzen soll, vor 
und hinter dem Widerstand. Die Erdung der Probes soll an das GND vom uC. 
Über die Differenz der Spannungen lässt sich dann der Strom berechnen.

Ich beziehe mich dabei auf das nRF52 DK. Die Anleitung ist der User 
Guide auf Seite 21ff.

Meine ersten Versuchen haben dazu geführt, dass im Idle die eine Probe 
das höhere Potential hatte und unter Load die Andere. Eigentlich dürfte 
das ja nicht passieren und ich muss herausfinden, was ich damit 
anstelle. Vielleicht war das Oszilloskop nur falsch eingestellt!?

Meine Frage ist jetzt, warum ich überhaupt mit zwei Probes messen soll 
und die Differenz berechnen soll? Könnte ich nicht einfach Eine hinter 
dem Widerstand anschließen und ihre Erdung vor dem Widerstand?

: Bearbeitet durch User
von Jens M. (schuchkleisser)


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prosa shit
picture geil

Wetten, das dir die Erdung der Probes ins Knie schießt?

von Wolfgang (Gast)


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Pascal D. schrieb:
> Meine Frage ist jetzt, warum ich überhaupt mit zwei Probes messen soll
> und die Differenz berechnen soll? Könnte ich nicht einfach Eine hinter
> dem Widerstand anschließen und ihre Erdung vor dem Widerstand?

Wenn dein Oszilloskop und dein Gnd beide geerdet sind, würdest du mit 
Anschluss der Erdung vor dem Widerstand eine Kurzschluss machen.

Warum stellst du nicht dein Oszi richtig ein?

von Pascal D. (pascal_d)


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Wolfgang schrieb:
> Pascal D. schrieb:
>> Meine Frage ist jetzt, warum ich überhaupt mit zwei Probes messen soll
>> und die Differenz berechnen soll? Könnte ich nicht einfach Eine hinter
>> dem Widerstand anschließen und ihre Erdung vor dem Widerstand?
>
> Wenn dein Oszilloskop und dein Gnd beide geerdet sind, würdest du mit
> Anschluss der Erdung vor dem Widerstand eine Kurzschluss machen.

Vielleicht verstehe ich was du meinst. Die Erdung vom Oszilloskop ist 
mit der Erdung vom Stromnetz verbunden und ich würde damit eine Seite 
vom Widerstand auf GND ziehen. Ist das denn auch so, wenn der uC von 
einer Batterie gespeist wird und damit nicht im Stromkreis vom 
Stromnetz?

Wolfgang schrieb:
> Warum stellst du nicht dein Oszi richtig ein?

Ich habe das erste Mal damit gearbeitet, deshalb bin ich gerade noch am 
herausfinden wie es richtig funktioniert. Ich habe auch nur begrenzt 
Zugriff auf das Oszilloskop. Bisher konnte ich in der Theorie noch nicht 
herausfinden, was ich falsch gemacht habe. Werde beim nächsten Mal noch 
ein bisschen rumprobieren müssen.

von Stefan F. (Gast)


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Pascal D. schrieb:
> Vielleicht war das Oszilloskop nur falsch eingestellt!?

Ich vermute, dass du vergessen hast, beide Kanäle auf die gleiche 
Grundlinie einzustellen (also die Y-Achse bei Null Volt (GND)).

von Wolfgang (Gast)


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Pascal D. schrieb:
> Ist das denn auch so, wenn der uC von
> einer Batterie gespeist wird und damit nicht im Stromkreis vom
> Stromnetz?

Nein, aber die ganze Schaltung hängt dann mit dran und muss bei 
Stromänderungen mit durch die Gegen geschleift werden.

> Ich habe das erste Mal damit gearbeitet, deshalb bin ich gerade noch am
> herausfinden wie es richtig funktioniert.

Deine Verdrahtung (Prüfspitzen von zwei Kanälen an die beiden Ende des 
Shunt, Gnd-Klemme an Schaltungs-Gnd) ist ok.
Dann musst du bei deinem Oszi die Differenz von zwei Kanälen ausrechnen 
und anzeigen lassen. Beide Kanäle müssen auf gleiche Verstärkung 
eingestellt sein. Wie's genau eingestellt werden muss, hängt von deinem 
Oszi ab.

von Olaf (Gast)


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> Beide Kanäle müssen auf gleiche Verstärkung eingestellt sein.

Ich weiss wir ueberpruefen das alle regelmaessig. .-) Aber es schadet 
nicht in dem Zusammenhang auch nochmal die Kalibrierung der Tastkoepfe 
zu ueberpruefen. .-)

Ich finde im uebrigen 10Ohm etwas hoch, ich weiss die nrF sind sparsam 
und es ist hoffentlich ein dicker Kondensator hinter dem Widerstand, 
aber es schadet trotzdem nicht mal einen Blick auf die Spannung hinter 
dem Widerstand zu werfen.

Olaf

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Pascal D. schrieb:
> Die Erdung der Probes soll an das GND vom uC
Das ist keine "Erdung", sondern das Bezugspotential zur Messung einer 
Spannung. Deshalb musst du die beiden Masseklemmen an den selben 
Massepunktpunkt anschließen, um hinterher die Differenz der beiden 
Spannungen messen zu können.

> Könnte ich nicht einfach Eine hinter dem Widerstand anschließen und ihre
> Erdung vor dem Widerstand?
Wenn du sicherstellen kannst, dass die Schaltung oder das Oszilloskop 
potentialfrei ist, dann geht das. Beim Oszilloskop ist aber meist die 
Masseklemme mit PE verbunden.

> Vielleicht war das Oszilloskop nur falsch eingestellt!?
Was für ein Oszilloskop verwendest du denn? Evtl. hat das Ding einen 
nennenswerten Offset auf einem der beiden Kanäle. Oder die 
Verstärkung ist einfach ungleich, sodass zwar bei 0V am Tastkopf beide 
Kanäle 0V messen, aber bei 5V der eine Kanal 4,99V und der andere 5,01V 
anzeigt.

> Meine ersten Versuchen haben dazu geführt, dass im Idle die eine Probe
> das höhere Potential hatte und unter Load die Andere.
Was kommt denn heraus, wenn du beide Tastköpfe zum Test mal auf die 
selbe Seite des Schunts klemmst? Das Ziel wäre, dann eine "Differenz" 
von 0V zu bekommen. Und zwar, wenn dann beide zusammengeklemmten 
Messpitzen an GND hängen, und auch, wenn beide Messpitzen zusammen an 5V 
hängen.

von Jim M. (turboj)


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Lothar M. schrieb:
>> Könnte ich nicht einfach Eine hinter dem Widerstand anschließen und ihre
>> Erdung vor dem Widerstand?
> Wenn du sicherstellen kannst, dass die Schaltung oder das Oszilloskop
> potentialfrei ist, dann geht das. Beim Oszilloskop ist aber meist die
> Masseklemme mit PE verbunden.

Das Target (NRF52x Board) ist normalerweise via USB mit PE verbunden. 
Dagegen hat das zu messende Signal (VCC) eine Spannung von 3,3V - mit 
dem Oszi würde man also einen Kurzschluss produzieren.

Meine NRF52 messe ich übrigens gerne mit einem EFM32WG SDK Board aus. 
Den EFM32 einfach in dem EM4 schicken (per Demo Programm, dann schluckt 
der nur noch nA) und schon kann man auf VMCU bis so rund 100mA messen.

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