Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Strommessung mit Schaltreglern


von Sven T. (theoretiker87)


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Hallo,
hat jemand eine Idee wie ich mit einem Schaltregler einen Strom von 
einem Mikrocontroller ermittlern kann. Habe verschiedene Informationen 
dazu, würde ganz gerne eine Schaltung dazu Aufbauen. Diese soll dann den 
Mikrocontroller in Verschiedenen Betriebszustände vermessen.

Wäre vielleicht schön wenn jemand dazu schon ein Projekt bearbeitet 
hätte.

Hilfreiche Vorschläge wären schön.

Vielen Dank

MFG

Sven

: Verschoben durch Moderator
von Typ (Gast)


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Ein Schaltregler soll den Strom liefern, was hat der mit der Messung zu 
tun?

von Falk B. (falk)


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@Sven A. (Firma: Student) (theoretiker87)

>hat jemand eine Idee wie ich mit einem Schaltregler einen Strom von
>einem Mikrocontroller ermittlern kann.

Gar nicht. denn Dazu nimmt man entweder ein Multimeter oder ein 
Oszilloskop. Ein Schaltregler liefert eine Spannung und Strom, mißt aber 
nix (zumindest sieht man von außen keine Anzeige).

>dazu, würde ganz gerne eine Schaltung dazu Aufbauen. Diese soll dann den
>Mikrocontroller in Verschiedenen Betriebszustände vermessen.

Na dann mal viel Erfolg beim Grundlagenstudium. Denn mit einem Hammer 
(=Schaltregler) kann man nicht messen, genauso wenig wie man mit einem 
Stahlmaßstab (=Meßmittel) einen Nagel einschlagen kann.

von Harald W. (wilhelms)


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Sven A. schrieb:

> hat jemand eine Idee wie ich mit einem Schaltregler einen Strom von
> einem Mikrocontroller ermittlern kann.

Dazu würde ich bevorzugt ein Meßgerät verwenden. Ich nehme ja
auch keinen Motor, um eine Entfernung zu messen.

von tg@symbi.de (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Denn mit einem Hammer
> (=Schaltregler) kann man nicht messen, genauso wenig wie man mit einem
> Stahlmaßstab (=Meßmittel) einen Nagel einschlagen kann.

Die Grundlagen dazu:
http://www.elektroniknet.de/messen-testen/schwankende-stroeme-mit-schaltreglern-messen-106418.html

von Falk B. (falk)


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@ tg@symbi.de (Gast)

>Die Grundlagen dazu:
>http://www.elektroniknet.de/messen-testen/schwanke...

Clever! Eine andere Form der Ladungspumpe, nur hier halt mit einer 
Induktivität. Aber ob DAS der Op im Sinn hatte?

Nachtrag: Ein bisschen meckern muss ich aber trotzdem. Der Artikel tut 
ein wenig so, als ob er den Stein der Weisen gefunden hätte, weil die 
Lösung nur ein paar Dollar kostet und 100-500nA auflösen kann, das 
"böse" Meßgerät von Agilent dafür aber 60k Dollar kostet. Denn der Preis 
ist hier die Meßzeit. Bei 1s Meßzeit kann man auch ein normales DMM 
nehmen und den Stromverbrauch messen, wenn man per Software/Ansteuerung 
sicher stellt, daß der uC dauerhaft im jeweiligen Energiemodus bleibt.

: Bearbeitet durch User
von Sven T. (theoretiker87)


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Hallo,

Genau diese Information habe ich auch dazu. Und diesen Vorschlag würde 
ich gerne in die Praxis umsetzen.


MFG

von Rainer W. (rainer_w)


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Ich habe kurz gegoogelt
und ein IC gefunden ACS714
son Ding kostet auf Platine 5€  und hat 5V Anschluss und Ausgang
Komplex und Fein eingestellt. Hat z.B. einen HallSensor.
Ja sowas müsste es sein.

von Falk B. (falk)


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@Rainer W. (rainer_w)

>Ich habe kurz gegoogelt
>und ein IC gefunden ACS714

Schön.

>son Ding kostet auf Platine 5€  und hat 5V Anschluss und Ausgang
>Komplex und Fein eingestellt. Hat z.B. einen HallSensor.
>Ja sowas müsste es sein.

Nö. Aufgabenstellung nicht verstanden.

von Wolfgang (Gast)


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Rainer W. schrieb:
> Ich habe kurz gegoogelt und ein IC gefunden ACS714

Ein ACS714 mit seinem Messbereich von 5..50A (je nach Modell), ist wohl 
kaum geeignet die Stromaufnahme eine µC in verschiedenen 
Betriebszuständen zu messen. Da geht es um eher um den Bereich 10µA .. 
100mA.

Das sollte mit einem INA240 o.ä. und passendem Shunt besser gehen.

von Der Andere (Gast)


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Stromaufnahme mit einem DSO mit ausreichend hoher Speichertiefe über 
Shunt messen und den mittleren Strom berechnen lassen.

von Falk B. (falk)


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@Der Andere (Gast)

>Stromaufnahme mit einem DSO mit ausreichend hoher Speichertiefe über
>Shunt messen und den mittleren Strom berechnen lassen.

Das löst nicht das Problem des hohen Dynamikumfangs! Man will von 
sub-Mikroampere bis ein paar Dutzend mA messen.

von Lukas K. (carrotindustries)


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TI macht genau das auf einigen Evalboards und nennt es Energytrace. 
Schaltplan findet sich im Handbuch der betreffenden Evalboards. Patente 
sind http://www.google.com/patents/US20130154594 und 
http://www.google.com/patents/US20140253096

von Anja (Gast)


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Hallo,

Falk B. schrieb:
> Das löst nicht das Problem des hohen Dynamikumfangs!

es gibt auch hochauflösende Oszis mit 20 Bit (mit Oversampling). Das 
sollte also nicht das Problem sein.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Batteriew%C3%A4chter#Nachtrag2:_Strommessung_mit_dem_Oszi

Gruß Anja

von batman (Gast)


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Die sind zumindest teurer als ein Stromzähler im Schaltregler.

von Falk B. (falk)


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@ Anja (Gast)

>> Das löst nicht das Problem des hohen Dynamikumfangs!

>es gibt auch hochauflösende Oszis mit 20 Bit (mit Oversampling). Das
>sollte also nicht das Problem sein.

Doch, das IST ein Problem, weil ohne Nachdenken der Holzhammer 
rausgeholt wird. Oder man jammert, daß man ohne  Super-Duper-20 Bit Oszi 
das Problem nicht lösen kann. Beides ist abzulehnen!

von batman (Gast)


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Eigentlich ein alter Hut. Den Zusammenhang von Frequenz und 
Booster-Ladestrom konnten ältere Superhelden schon häufiger live an den 
sog. Elektronenblitzgeräten erleben.

von Anja (Gast)


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Sven A. schrieb:
> Genau diese Information habe ich auch dazu. Und diesen Vorschlag würde
> ich gerne in die Praxis umsetzen.

Der Grund erschließt sich mir nicht ganz.

Damit die Schaltung überhaupt zufriedenstellend funktioniert müssen 
mindestens 2 Randbedingungen erfüllt sein:
- 1. Die Spannungsdifferenz zwischen Eingang und Ausgang muß konstant 
sein. (Sonst ändert sich die Energie bei jedem Transfer). -> Du brauchst 
eine gut stabilisierte Eingangsspannung. (ok noch kein großes 
Hindernis).
- 2. Die Spule muß sich extrem linear verhalten. Normale Spulen haben 
mit zunehmendem Strom stark abnehmende Induktivität. (Das ist das 
größere Problem es sei denn die Spule ist stark überdimensioniert).

Also für Einbau in Serie zu großer Material-Overhead (2 Regler)
Und für Einzelmessung gegenüber einem fertigen Meßgerät ein vielfaches 
an Entwicklungskosten.

Gruß Anja

von Falk B. (falk)


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@Anja (Gast)

>- 2. Die Spule muß sich extrem linear verhalten. Normale Spulen haben
>mit zunehmendem Strom stark abnehmende Induktivität. (Das ist das
>größere Problem es sei denn die Spule ist stark überdimensioniert).

Wo liegt das Problem?

>Also für Einbau in Serie zu großer Material-Overhead (2 Regler)

Davon redet keiner.

>Und für Einzelmessung gegenüber einem fertigen Meßgerät ein vielfaches
>an Entwicklungskosten.

Die hat jedes andere Produkt auch!

von Sven T. (theoretiker87)


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Hallo,
vielen Dank für die Diskussion, diese hat mir sehr weitergeholfen.
Die Antwort von Lukas.K ist für solche Anwendungen wie ich sie vorhabe 
Zielführender.
Die Antwort habe ich bei TI gefunden und muss sagen es hat mich erstaunt 
wie weit ich einen Mikrocontroller vermessen kann. Und vor allem mit 
welchen Mitteln.

Die Lösung ist:
Schaltregler => Pulse messen mit Mikrocontroller
Energie Trace => Mittels der JTAG Schnittstelle

In dieses Thema werde ich mich absofort weiter einarbeiten!

Vielen Dank

MFG

Sven

: Bearbeitet durch User
von Bernhard D. (pc1401)


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Lukas K. schrieb:
> TI macht genau das auf einigen Evalboards und nennt es Energytrace.
> Schaltplan findet sich im Handbuch der betreffenden Evalboards. Patente
> sind http://www.google.com/patents/US20130154594 und
> http://www.google.com/patents/US20140253096

Die Erfinder sind ja auch diejenigen, die den Artikel in elektroniknet 
geschrieben haben ;-)

von Possetitjel (Gast)


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Bernhard D. schrieb:

> Lukas K. schrieb:
>> TI macht genau das auf einigen Evalboards und nennt es
>> Energytrace. Schaltplan findet sich im Handbuch der
>> betreffenden Evalboards. Patente sind
>> http://www.google.com/patents/US20130154594 und
>> http://www.google.com/patents/US20140253096
>
> Die Erfinder sind ja auch diejenigen, die den Artikel in
> elektroniknet geschrieben haben ;-)

Also ich weiss nicht.

Die Methode ist clever; die ganze Geschichte läuft auf eine
Pulsdichtemodulation hinaus, denn die Zahl der Impulse ist
leicht messbar (=zählbar), und die je Impuls transferierte
Energie ist am Ladestand des (Lade-)Kondensators ablesbar.

Die Sache ist elegant umgesetzt, und die Idee ist gut --
aber patentwürdig? Wenn das patentwürdig ist, dann hatte
ich schätzungsweise auch schon 10 patentwürdige Ideen in
meinem Leben, die ich nur nicht als solche erkannt habe.

Beitrag #5195579 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Falk B. (falk)


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@ Possetitjel (Gast)

>Die Sache ist elegant umgesetzt, und die Idee ist gut --
>aber patentwürdig? Wenn das patentwürdig ist, dann hatte
>ich schätzungsweise auch schon 10 patentwürdige Ideen in
>meinem Leben, die ich nur nicht als solche erkannt habe.

Du hast es JETZT erkannt! ;-)

Patente sind nicht das, was die meisten naiverweise denken. Sie sind in 
erster Linie Marktinstrumente der BWLer, nicht der Ausdruck ultimativer 
technischer Neuerung. Erst recht in der heutigen Zeit. Da machen die 
Anwälte den meisten Reibach.

von Teo D. (teoderix)


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Falk B. schrieb:
> Da machen die
> Anwälte den meisten Reibach.

Nicht nur die Anwälte. Siehe EU-Patentamt Mü.
Freerunning ohne Kontrolle (auch nicht die Finanzen) u. 
Eingreifmöglichkeiten der Behörden. Da explodieren die Patentzuteilungen 
seit ~10J.
Diese Internationale Behörde, hat sich wohl selbstständig gemacht...

von Falk B. (falk)


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@Teo Derix (teoderix)

>Nicht nur die Anwälte. Siehe EU-Patentamt Mü.
>Freerunning ohne Kontrolle (auch nicht die Finanzen) u.
>Eingreifmöglichkeiten der Behörden. Da explodieren die Patentzuteilungen
>seit ~10J.

Aus Sicht der Institution ist das doch super! Steigende Umsätze und 
Gewinne!
Wenn irgend ein Depp oder Firma meint, seine tolle "Idee" 
patentrechtlich schützen zu müssen, nur zu! Zahlen, Papier beschreiben, 
glücklich sein. Der sachliche Inhalt interessiert dort schon lange 
keinen mehr.

>Diese Internationale Behörde, hat sich wohl selbstständig gemacht...

Wie viele andere auch . . .

von Joe F. (easylife)


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Falk B. schrieb:
> Patente sind nicht das, was die meisten naiverweise denken. Sie sind in
> erster Linie Marktinstrumente der BWLer, nicht der Ausdruck ultimativer
> technischer Neuerung. Erst recht in der heutigen Zeit. Da machen die
> Anwälte den meisten Reibach.

Auch falsch. Wenn TI soetwas als Patent anmeldet, schützen sie sich 
damit selbst und ihre Kunden, die diese Technologie einsetzen wollen, 
vor Klagen Dritter. Zusätzlich hilft in diesem Sinne auch die 
ausführliche Veröffentlichung der Idee in Fachmagazinen.

: Bearbeitet durch User
von Tom (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Das löst nicht das Problem des hohen Dynamikumfangs! Man will von
> sub-Mikroampere bis ein paar Dutzend mA messen.

Dafür gibt es für 'kleines' Geld Geräte wie Agilent N6705C DC Power 
Analyzer :)

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