Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leistungsaufnahme von Solid State Drives bestimmen/messen


von M. O. (drfumanchu)


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Hallo,

ich würde gerne die Leistungsaufnahme von SSDs bestimmen. Es geht dabei 
um einen Leistungsbereich von ~0,1 bis ~5 Watt. Da SSD-Controller im 
Leerlauf einige Aufgaben erledigen, die den Stromverbrauch kurzfristig 
erhöhen können, kommt eine instantane Messung nicht in Frage, viel mehr 
möchte ich die Messung über einen Zeitraum von bspw. 10 Minuten 
durchführen und den Mittelwert bilden.

Obwohl SSDs über den SATA-Stecker mehrere Spannungen zur Verfügung 
stehen, kenne ich keine SSD die eine andere als die 5 V-Schiene belasten 
würde. Es stellen sich daher folgende Fragen:

1.) Welches Messgerät ist überhaupt geeignet, um den Strom zu messen? 
Wie sieht es hier bspw. mit dem Innenwiderstand des Messgeräts aus - Ich 
habe von Fällen gehört, bei denen dieser im passenden Messbereich so 
groß gewesen sein soll, dass die SSDs Fehlfunktionen gezeigt haben. 
(Eine Messung auf der Primärseite des Netzteils scheidet 
selbstverständlich aus, dafür ist die Leistungsaufnahme einer SSD viel 
zu gering.)

2.) Die "5 V" des Netzteils sind natürlich nicht konstant, laut 
ATX-Spezifikation sind hier 5% Abweichung nach oben und unten möglich. 
Besonders hochwertige Netzteile drücken das auf 1-3%. Ist es 
empfehlenswert, Strom und Spannung aufzuzeichen? Ich würde eher zu Nein 
tendieren, denn ein Messfehler im niedrigen einstelligen Prozentbereich 
würde die Ergebnisse nicht unbrauchbar machen.

3.) Gehört eigentlich mit zu 1.) - Welches Gerät wäre für meine 
Ansprüche empfehlenswert? Ich habe mir das so vorgestellt, dass ich die 
Daten per USB an einen Rechner übertragen und den Mittelwert mehr oder 
weniger per Mausklick bilden kann. (Dafür reicht es eigentlich schon, 
wenn die Messdaten in einer CSV-Datei gespeichert werden können.)

Vielen Dank im Voraus!

von Uwe (Gast)


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Nen niederohmigen Widerstand in Reihe zur Platte z.B. 0,1Ohm und nen 
Oszilloskop mit dem du die Spannung über dem Widerstand mißt. Die 
Entspricht dann nach dem Ohmsc hen Gesetz dem Strom der sowohl durch den 
Widerstand als auch durch die Platte fließt. Danach kannst du wenn du 
die 5V als konstant annimmst die Leistung berechnen. Wenn man ein 2 
kanal Oszilloskop hat würde ich die Spannung jedoch gleich mitschreiben. 
Wenn es dann noch Mathematische Funktionen hat einfach Kanal A mit Kanal 
B  Multiplizieren.

von M. O. (drfumanchu)


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Hallo,

erstmal Danke für die Antwort. An die von dir geschilderte Möglichkeit 
habe ich noch nicht gedacht.

Ist davon auszugehen, dass diese Methode zuverlässiger funktioniert als 
ein Multimeter, mit dem ich den Strom "direkt" messe? Oder bietet sie 
andere Vorteile? Ein Oszi müsste ich nämlich erst beschaffen.

Gruß & Danke

von Achim H. (anymouse)


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M. O. schrieb:
> Ist davon auszugehen, dass diese Methode zuverlässiger funktioniert als
> ein Multimeter, mit dem ich den Strom "direkt" messe? Oder bietet sie
> andere Vorteile? Ein Oszi müsste ich nämlich erst beschaffen.

Du könntest auch bei dieser Methode die Spannung mit einem Multimeter 
messen (sofern der kleinste Messbereich genügend weit runtergeht).

Kurze Erinnerung:

M. O. schrieb:
> Da SSD-Controller im
> Leerlauf einige Aufgaben erledigen, die den Stromverbrauch kurzfristig
> erhöhen können, kommt eine instantane Messung nicht in Frage, viel mehr
> möchte ich die Messung über einen Zeitraum von bspw. 10 Minuten
> durchführen und den Mittelwert bilden.

Weiterhin zeigt Dir das Oszi die instantane Spannung über einen längeren 
Verlauf. Damit bekommst Du auch die sehr kurzen, entsprechend 
hochfrequenten Stromspitzen. Es hängt stark vom konkreten Multimeter ab, 
was dieses dann anzeigt.

Andererseits solltest Du hier eine Sache berücksichtigen:
Und zwar die Masse-Verbindungen der jeweiligen Geräte.

Viele Oszis verbinden den Minus-(Masse-)pol des Mess-Anschlusses mit dem 
Schutzleiter; gleiches gilt für die Masse im Computer. Verbindest Du 
einfach den Minuspol vom Mess-Widerstand mit dem Oszi, erzeugst Du hier 
einen Kurzschluss der 5V-Computerversorgung mit Masse.

von M. O. (drfumanchu)


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Hallo,

Achim Hensel schrieb:
> M. O. schrieb:
>> Ist davon auszugehen, dass diese Methode zuverlässiger funktioniert als
>> ein Multimeter, mit dem ich den Strom "direkt" messe? Oder bietet sie
>> andere Vorteile? Ein Oszi müsste ich nämlich erst beschaffen.
>
> Du könntest auch bei dieser Methode die Spannung mit einem Multimeter
> messen (sofern der kleinste Messbereich genügend weit runtergeht).
>

diese Möglichkeit würde es natürlich auch noch geben - stimmt. Ich 
meinte aber ob die Messung mit einem Widerstand, den ich erst noch in 
das Kabel einlöten muss um dann indirekt über I=U/R den Strom zu messen 
einen Vorteil bringt gegenüber der "direkten" Messung, indem ich das 
Kabel einfach auftrenne und ein Multimeter dazwischenhänge. Ich nehme 
an, es gibt einen Vorteil, sonst hätte Uwe diese Methode nicht 
vorgeschlagen.

> Kurze Erinnerung:
>
> M. O. schrieb:
>> Da SSD-Controller im
>> Leerlauf einige Aufgaben erledigen, die den Stromverbrauch kurzfristig
>> erhöhen können, kommt eine instantane Messung nicht in Frage, viel mehr
>> möchte ich die Messung über einen Zeitraum von bspw. 10 Minuten
>> durchführen und den Mittelwert bilden.
>
> Weiterhin zeigt Dir das Oszi die instantane Spannung über einen längeren
> Verlauf. Damit bekommst Du auch die sehr kurzen, entsprechend
> hochfrequenten Stromspitzen. Es hängt stark vom konkreten Multimeter ab,
> was dieses dann anzeigt.

Ok, hier sehe ich klar den Vorteil eines Oszis. Ein Multimeter würde 
vielleicht nicht schnell genug auf Schwankungen reagieren bzw. nicht 
alles korrekt aufzeichnen.

>
> Andererseits solltest Du hier eine Sache berücksichtigen:
> Und zwar die Masse-Verbindungen der jeweiligen Geräte.
>
> Viele Oszis verbinden den Minus-(Masse-)pol des Mess-Anschlusses mit dem
> Schutzleiter; gleiches gilt für die Masse im Computer. Verbindest Du
> einfach den Minuspol vom Mess-Widerstand mit dem Oszi, erzeugst Du hier
> einen Kurzschluss der 5V-Computerversorgung mit Masse.

Wie löst man dieses Problem? :-) Gibt es nicht sowas wie einen "Ground 
Lift"-Schalter?

Gruß & Danke

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