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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Strommessung mit Oszi - µC spielt verrückt


Autor: Franz (Gast)
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Hallo!

Ich versuche gerade den Stromverbrauch meiner µC Schaltung mit meinem
Oszilloskop zu messen. Dazu nehm ich einen 100Ohm Widerstand und messe
die Spannung die daran abfällt.

Das Problem. Sobald ich den Widerstand dazwischen schalte spielt der µC
(PIC 18F) völlig verrückt und geht meistens ständig in den reset.
Ich hab dann weiter experimentiert und mit einem 5Ohm Widerstand haut
alles hin nur messe ich dann Spannungen im mV Bereich was recht ungenau
wird.

Mein Multimeter verursacht übrigens den gleichen Effekt, offenbar hat
es auch einen zu hohen Innenwiderstand.

Warum verträgt der µC diese Last am Eingang nicht? Die Spannung am
Eingang ist korrekt und stabil. Wird auch mit 0.1µF gegen Ground
entstört. Größere Kapazitäten bringen auch nichts.

Weiß jemand Rat?

lg

Autor: HomerS (Gast)
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Verarschung, oder Unwissenheit?

Ich sage das nicht gerne, aber in diesem Fall mußt Du Dich mal in die
Grundlagen einarbeiten.

Stichworte: Strommessung ,Shunt..und dann halt die Grundlagen.

Viel Erfog, und wenn das 'ne verarsche ist, dann erstick dran, aber
nur dann.

ts, der immer gerne hilft!

Autor: Hubert.G (Gast)
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Eine kleine Rechenübung:
Deine Schaltung braucht 100mA, wenn durch eine Widerstand mit 100 Ohm
100mA fließen dann fallen am Widerstand ?? V ab.
Dann überleg mal ob deine Schaltung dann noch funktioniert.

Autor: Franz (Gast)
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Dann vallen 10V ab. Ja soweit versteh ich das schon.
Nein Verarsche ist es keine, hab bisher auch geglaubt das Ohmsche
Gesetz verstanden zu haben...

Weiß auch nicht genau was ihr meint, vielleicht habt ihr meinen Post
falsch verstanden.
Es funktioniert ja alles wenn ich einen 5 Ohm Widerstand verwenden. Ich
messe den Strom der SChaltung (und zwar richtig) nur eben etwas
ungenau.

Was ich eigentlich wissen wollte war warum ich keinen höheren
Widerstand davor schalten darf. Das ich dazu die Spannung am Netzgerät
höher drehe um den Spannungsteiler auszugleichen versteht sich von
selbst..

Autor: Witwenbetreuer (Gast)
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Musst schon nen niederohmigen Widerstand nehmen, auch auf Gefahr das es
durch deine Messgeräte ungenau wird. Bei jedem Takt und in Abhängigkeit
von deinem Programm (wie Belastung der Ports)ändert sich die
Stromaufnahme und damit der differenzielle Widerstand der Halbleiter im
Controller. Du erreichst dadurch an einem hochohmigen Messwiderstand
einen zu grossen Spannungsabfall der dann dem Controller die
Versorgungsspannung klaut->und dieser einen Reset macht. Eventuell die
Millivoltse mit nem OPV verstärken und so zum Ziel kommen. Ja da hat
der Teufel seine Finger im Spiel!

Autor: Benedikt (Gast)
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Hast du schonmal daran gedacht, dass ein uC keine konstante last hat,
sondern jeder Befehl einen anderen Stromverbrauch hat ? So schnell
kannst du die Spannung garnicht nachregeln.

Autor: Hubert.G (Gast)
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@Dann vallen 10V ab. Ja soweit versteh ich das schon.
Ich bin mir nicht sicher ob du das verstanden hast, du hast nur 5V
Betriebsspannung.
Zur Spannungserhöhung:
So eine µC-Schaltung braucht ungleichmässig Strom, je nach dem was
gerade an Arbeit anfällt, wenn du jetzt einen größeren Widerstand (100
Ohm)nimmst und die Spannung am Netzgerät dafür höher drehst, z.B. 15V
und es fließen 100mA, dann fallen am Widerstand 10V ab und für den µC
bleiben 5V. Das wäre ja OK.
Jetzt tut der µC kurz mal weniger und braucht nur 50mA, dann fallen am
Widerstand 5V ab und 10V bekommt der µC, schön nicht?

Besorg dir lieber ein Meßgerät das auch im mA-Bereich noch so
niederohmig ist das man ordentlich messen kann, ein Oszilloskop ist
dafür nur bedingt geeignet.

Autor: Matthias H. (Gast)
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du kannst ja mal deinen µC theoretisch durch einen Widerstand von sagen
wir 100 Ohm ersetzen. Zu dem schaltest du dann deinen "Messwiderstand
in Reihe. Wenn du 5 Ohm als Messwiderstand verwendest, dann fallen über
den 100 Ohm immer noch ~4,9V ab. Wenn du 100 Ohm als Messwiderstand
nimmst, dann sind es nur noch 2,5 V, die für den "µC-Widerstand"
übrigbleiben. Ohmsches Gesetz halt. Und dann muss der µC
verrücktspielen.

Autor: Matthias H. (Gast)
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da hab ich wohl zu lange zum Schreiben gebraucht

Autor: Witwenbetreuer (Gast)
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jetzt sollte er das Problem abba erkannt hamm :-)

Autor: Homer (Gast)
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@..ein Oszilloskop ist dafür nur bedingt geeignet.

Aha, seit wann ist ein Oszilloskop denn für Strommessung geeignet?

un komm mir jetzt nicht mit Shunt und so?

gelle


ts

Autor: Franz (Gast)
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Ok, danke für die zahlreichen Antworten.

Ja klar ich hab das potentielle Problem erkannt, auch schon lange
vorher. Nur dachte ich das es nicht auftritt weil:

Ich überwache die Spannung am eingang der zu messenden Schaltung
ebenfalls mit dem Oszi. Sie fällt niemals unter die benötigten 3V für
den 18lf4620 ab.

Die einzige Erklärung die ich dafür habe ist, dass mein DigitalOszi
sehr sehr kurze Spannungsschwankungen nicht mitbekommt, bzw ich sie bei
einer zeitlichen Auflösung von 100ms/dev einfach nicht sehen konnte.
Werde dem morgen mal nachgehen.

Autor: Witwenbetreuer (Gast)
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Warum sollte man mit nem Oszi keine Strommessung durchführen. Im
Vergleich zu nem normalen RMS Messer der dir hier irgendeinen
Mittelwert anzeigt ist das allemal besser. Bei den Billigmessern weisst
du nicht mal was für ein Mittelwert das sein soll.

Autor: Geniesser (Gast)
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@Franz
Den Spannungsabfall sich an einem Widerstand (Shunt) zu betrachten kann
man machen, ob das dann die gewünschte Information ist steht auf einem
anderen Blatt. Der Mittelwert eines Multimeters sagt eher was über den
Stromverbrauch aus (ist also vorzuziehen) als als eine verzerrte Kurve
oder einzelne Spitzen auf dem Oszischirm.

Nur mal als Orientierung, was den Innenwiderstand eines
uralt-Schiebeschalter-Digitalmultimeter im Strommessbereich betrifft:

Messbereich - Innenwiderstand
200uA - 1 KOhm
2 mA - 100 Ohm
20 mA - 10 Ohm
200 mA - 1 Ohm
2000 mA - 0.1 Ohm
gar kein mA - 10 Ohm (keine Taste gedrückt, hehe)

Also mach deinen Strommesswiederstand entsprechend klein wenn du einige
10 Milliampere erwartest. Mindestens so klein, dass deine µC Schaltung
nicht mehr wie 10 Prozent Spannungsabfall abbekommt (besser deutlich
darunter bleiben).

Autor: Sasza (Gast)
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Hallo Franz,

verwendest du das Oszi für beide Werte? Also einmal für die Spannung
vom  System und zweitens die Spannung übern Shunt. Es kann sein das
dabei ein kleines problem passiert, die Masseanbindung von den Kanälen
sind meist nicht richtig getrennt, dadurch fliest ein Strom zwischen
den beiden Massepunkte von dein Oszi. Könnte damit deine Schaltung gut
aus den tritt bringen.

Sasza

Autor: Marco Beffa (Gast)
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Genau das hatte ich mir auch überlegt...

Das Stichwort heisst Massekurzschluss.

Wenn du nicht aufpasst und einfach über einem Widerstand den
Spannungsabfall misst, dann könnte es sein (wenn z.b. dann noch
widerstände in serie folgen) dass du diese einfach kurzschliesst. (und
zwar mit der Masse deines Netzteils). Weil die Massen des Netzeils und
des KO's verbunden sind. (ausser du benutzt einen Trenntrafo, was ich
nicht denke).

Und die Massen der beiden Kanäle eines KO's sind bewusst nicht
getrennt..

Ist ne lustige Geschichte bis man drauf kommt... Übrigens kann das auch
nur bei Einkanaligem Betrieb passieren. 2 Kanal Betrieb is natürlich
noch "anfälliger" für dieses Problem.

Denk ma drüber nach..

Autor: Franz (Gast)
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Dankeschön für all die Tipps, das Problem mit dem Massekurzschluss hatte
ich zwischendurch tatsächlich mal, bin aber recht schnell draufgekommen,
dass die Massen wohl nicht getrennt sind.

Hab das Problem schon gelöst. Es lag eigentlich daran, dass ein Sensor
der scheinbar genau 3V Eingangsspannung braucht kurz nur 2.9V
abbekommen hat, weswegen er ständig geresettet hat, das sah dann aber
insgesamt so aus als würde der ganze µC in den Reset gehen, der
eigentlich bis 2.7V verträgt.

Danke auch an den Tipp Geniesser, werde das bei meine Oszi mal
checken.

lg

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