Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stromverbrauch messen und aufzeichnen


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von interrupt (Gast)


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Laienfrage :

Was nehme ich am besten (kostengünstigsten), wenn ich von einem 
batteriebetriebenen, mobilen Gerät den Stromverbrauch in verschiedenen 
Betriebszusänden messen, aufzeichnen und dann grafisch darstellen will ?

Erfassungsrate bis zu ca. 10 Messwerte pro Sekunde, Messdauer bis zu 
mehreren Minuten, Spannungsbereich bis ca. 10 V, Strom bis zu 2 A (kann 
ziemlich schwanken).

Danke,
interrupt

von udok (Gast)


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Multimeter mit USB?

von interrupt (Gast)


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udok schrieb:
> Multimeter mit USB?

Daran habe ich auch schon gedacht, habe aber keine Erfahrungen mit 
solchen Multimetern.
Was sind da für Abtastraten und Messzeiten möglich ?
Welche Geräte wären empfehlenswert ?
Bei Pollin gibt es derzeit ein Bluetooth-Multimeter für 29,95 Euro, zu 
Abtastrate und möglicher Anzahl der zu speichernden Datensätze finde ich 
da aber nichts.

von Dummschwaetzer (Gast)


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10 Messungen/s, die üblichen (billigen) Multimeter fallen also aus.
Was ist denn so bei dir vorhanden?
Welches Budget hast du?
Falls einige hundert €:Oszi mit Stromzange!

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Der Messbereich sollte auch genauer geklärt werden. Wenn du nämlich 
sowohl 2A als auch 100nA messen möchtest, wird es kompliziert und teuer.

von interrupt (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Der Messbereich sollte auch genauer geklärt werden. Wenn du nämlich
> sowohl 2A als auch 100nA messen möchtest, wird es kompliziert und teuer.

Ein Bereich von ca. 10 mA bis max. 2 A sollte reichen.
Zweck ist die Bestimmung des Energieverbrauches eines Gerätes mit 
zweitweise stark schwankendem Stromverbrauch.

von EMU (Gast)


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interrupt schrieb:
> Was nehme ich am besten (kostengünstigsten), wenn ich von einem
> batteriebetriebenen, mobilen Gerät den Stromverbrauch in verschiedenen
> Betriebszusänden messen, aufzeichnen und dann grafisch darstellen will ?

Probier mal das Starter Kit hier
https://www.dataq.com/
Für Strom musst Du damit die Spannung über einem shunt-Widerstand messen

Die SW dazu ist auch ordentlich zum Auswerten
EMU

von Bastler (Gast)


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Ich hab zwei von diesen ominösen Multimetern und die schaffen knapp 2 
Samples/Sekunde. Da es Billigmultimeter sind sollte man nicht zu viel 
auf den 20A-Messbereich geben, aber solange man nicht zu viele 
Nachkommastellen braucht sind ja auch Chinakracher zur Spannungsmessung 
halbwegs tauglich. Und es gibt ja auch noch Shunts...

von Dieter (Gast)


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Ein Arduiono Board an USB und verwende den A/D-Wandler des Chps.

von Jörg R. (solar77)


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interrupt schrieb:
> Was nehme ich am besten (kostengünstigsten), wenn ich von einem
> batteriebetriebenen, mobilen Gerät den Stromverbrauch in verschiedenen
> Betriebszusänden messen, aufzeichnen und dann grafisch darstellen will ?
>
> Erfassungsrate bis zu ca. 10 Messwerte pro Sekunde, Messdauer bis zu
> mehreren Minuten, Spannungsbereich bis ca. 10 V, Strom bis zu 2 A (kann

https://www.electronic-software-shop.com/hardware/spannung/usb-messwerterfassung-mit-acht-eingaengen-komplettset.html

Zur Strommessung müsste ein Shunt verwendet werden.

Was für ein Verbraucher ist das der diesesn Bereich erfordert..bis 2A 
und Batteriebetrieben?

: Bearbeitet durch User
von interrupt (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Was für ein Verbraucher ist das der diesesn Bereich erfordert..bis 2A
> und Batteriebetrieben?

Geräte mit GPRS-Modulen.
Für die Berechung der Lebensdauer der Batterien ist es wichtig, den 
Energieverbrauch während der Sendephasen zu ermitteln.

von Mani W. (e-doc)


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interrupt schrieb:
> Geräte mit GPRS-Modulen.
> Für die Berechung der Lebensdauer der Batterien ist es wichtig, den
> Energieverbrauch während der Sendephasen zu ermitteln.

Die Spannung wird wohl konstant bleiben, also brauchst Du nur
einen Ah-Zähler für DC...

von Jörg R. (solar77)


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interrupt schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Was für ein Verbraucher ist das der diesesn Bereich erfordert..bis 2A
>> und Batteriebetrieben?
>
> Geräte mit GPRS-Modulen.
> Für die Berechung der Lebensdauer der Batterien ist es wichtig, den
> Energieverbrauch während der Sendephasen zu ermitteln.

Ich vermute mal dass das Resultat mAh sein soll. Das wird eine grafische 
Auswertung nicht liefern. Das Problem ist komplexer als es erst 
erscheinen mag. Die Stromaufnahme wird nicht kontinuierlich sein. Sie 
wird einige hohe Spitzen von unterschiedlicher Dauer haben. Ob 10 
Messungen/s reichen glaube ich eher nicht.

Es gab hier mal einen ähnlichen Thread den Stromverbrauch eines uC über 
einen längeren Zeitraum zu ermitteln. Da ging es aber um wesentlich 
kleinere Ströme und die Versorgung über eine Lithium-Knopfzelle.
In diesem Thread wurde geraten die Stromaufnahme per Entladung eines 
Kondensators (Delta U über die Zeit) zu ermitteln. Leider finde ich den 
Thread gerade nicht bzw. wie genau diesen Verfahren umgesetzt wurde.

Bei Dir geht es allerdings bis 2A. Trotzdem ist es eine Überlegung wert 
das mit einem entsprechend großen Superkondensator zu versuchen. Einen C 
im Farad-Bereich.

von Anja (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Ob 10
> Messungen/s reichen glaube ich eher nicht.

Zumal die meisten Meßgeräte (z.B. mit Dual Slope Verfahren oder 
automatischem Offset-Abgleich) die halbe Zeit (oder mehr) gar nicht das 
Eingangssignal erfassen.
Kurze Spitzen werden während diesen Meß-Phasen gar nicht erfaßt.

Gruß Anja

von Bauform B. (bauformb)


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Jörg R. schrieb:
>> Geräte mit GPRS-Modulen.
> Die Stromaufnahme wird nicht kontinuierlich sein. Sie
> wird einige hohe Spitzen von unterschiedlicher Dauer haben. Ob 10
> Messungen/s reichen glaube ich eher nicht.

Direkt am GPRS-Modul gemessen reichen auch 10/ms nicht, siehe Bild (von 
einem Siemens TC63).

> Bei Dir geht es allerdings bis 2A. Trotzdem ist es eine Überlegung wert
> das mit einem entsprechend großen Superkondensator zu versuchen. Einen C
> im Farad-Bereich.

Scheint mir die einfachste Methode zu sein. Evt. ist sowieso schon ein 
großer Kondensator eingebaut, wenn nämlich das GPRS-Modul nicht direkt 
am Akku hängt. Der mittelt den Strom schon einigermaßen. Dann sollte man 
den tatsächlichen Stromverlauf mal mit dem Oszi messen und dann sehen, 
wieviel Messtechnik man wirklich braucht.

: Bearbeitet durch User
von Patrick C. (pcrom)


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Welche geraete hast du vorhanden (scope ?)

Ich benutze ein Scope mit diffential eingaenge (PicoScope 4444) und 
einen shunt-resistor der ich so klein wie moeglich waehle, abhaenig von 
messbereich.

Weiter kannst nu noch gucken nach der microcurrent von EEVBLOG (nicht 
biszum 2A), da bekommst du auch viele praktische informationen ueber 
strom-messungen

von Werner H. (werner45)


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Warum dieser komplizierte Aufwand? Und die Rechnerei?

Benötigt wir ein Schwellwertschalter für die Batteriespannung und eine 
Zeigeruhr. Die Uhr auf 0 Uhr stellen, das Testgrät mit frischer Batterie 
laufenlassen. Der Trigger schaltet die Uhrenspannung weg, wenn die 
minimale Batteriespannung erreicht ist. An der Uhr können die Stunden 
abgelesen werden, die Tage muß man sich merken. Das ergibt das exakte 
Integral der gesamten Betriebszeit unter realen Bedingungen.

Gruß   -   Werner

P.S.  kann auch zur realen Kapazitätsmessung von Akkus dienen.

: Bearbeitet durch User
von Peter M. (r2d3)


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Hallo interrupt,

interrupt schrieb:
> Laienfrage :
>
> Was nehme ich am besten (kostengünstigsten), wenn ich von einem
> batteriebetriebenen, mobilen Gerät den Stromverbrauch in verschiedenen
> Betriebszusänden messen, aufzeichnen und dann grafisch darstellen will ?
>
> Erfassungsrate bis zu ca. 10 Messwerte pro Sekunde, Messdauer bis zu
> mehreren Minuten, Spannungsbereich bis ca. 10 V, Strom bis zu 2 A (kann
> ziemlich schwanken).

Einmal sprichst Du von der Messung des Stromverbrauchs, ein anderes mal 
auch von der Spannung, was in Richtung Messung des Energieverbrauchs 
geht.

Was willst Du genau?

Einfache Multimeter mit USB-Adapter wie z.B mein UT61E schaffen etwa 3 
Messungen pro Sekunde.

Ich besitze auch so ein Gerät:
https://www.meilhaus.de/labjack-u3.htm

Du solltest auch vorgeben, ob Du ein Fertiggerät suchst (teuer), oder 
nur Hardware (Labjack), die  Du nur minimal beschalten musst und dann 
über einen entsprechenden Treiber mit Hilfe einer Programmiersprache 
abfragst.

Werner H. schrieb:
> Warum dieser komplizierte Aufwand? Und die Rechnerei?

Interrupt möchte den Stromverbrauch in verschiedenen Betriebszuständen 
messen. Das ist mehr als nur eine Kapazitätsmessung und erfordert 
Sampling.

: Bearbeitet durch User

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