Ich habe ein batteriebetriebenes Gerät, dessen Stromverbrauch wegen des angeschlossenen 868Mhz Modules schwankt, weil dieses in Intervallen "horcht". Nun würde ich gerne den genauen Verbrauch dieses Gerätes (und in Zukunft auch anderer Geräte) ermitteln. Gibt es ein Messgerät, dass kleine Ströme ab etwa 5µA messen kann und dann über eine Messperiode von zum Beispiel einer Stunde aufaddiert? Frank
> Gibt es ein Messgerät, dass kleine > Ströme ab etwa 5µA messen kann und dann über eine Messperiode von zum > Beispiel einer Stunde aufaddiert? Du brauchst einen entsprechend genauen Stromtastkopf der Bandbreite und Dynamik entsprechend deiner Anforderungen kann und einen Oszi der sich langsam genug einstellen laesst und dann die Mathematikfunktion im Oszi. Eine andere Moeglichkeit waere vielleicht ein Batteriemanagement-IC zu verwenden. Da gibt es welche die ebenfalls rein und rausfliessende Ladungen integrieren und sich dann ueber SPI oder I2C auslesen kann. Ist aber vermutlich nicht so genau. Oder vielleicht reicht auch ein Multimeter mit Loggerfunkion oder PC-Anschluss. Olaf
Frank schrieb: > Gibt es ein Messgerät, dass kleine Ströme ab etwa 5µA messen kann und > dann über eine Messperiode von zum Beispiel einer Stunde aufaddiert? Ja. Welches Budget hast du? > ein Messgerät, dass kleine Ströme ab etwa 5µA messen kann Und bis wieviel? > und dann über eine Messperiode von zum Beispiel einer Stunde > aufaddiert? Mit welcher zeitlichen Auflösung? Du kannst übrigens einen Strom nicht einfach "addieren". Denn wenn du z.B. einen konstanten Strom von 1A hast und dann 1x misst, dann hast du einen Strom von 1A. Wenn du aber 1000x pro Sekunde misst, dann hättest du bei simpler Addition nach einer Sekunde einen Strom von 1000A. Du musst also den Mittelwert bilden... BTW: die Frage taucht alle zwei, drei Wochen mal auf. Die Realisiserung und deren Umsetzung scheitert meist am Können der Frager: Beitrag "Suche das richtige Messgerät" Beitrag "Strom messen von µA bis 100A"
> BTW: die Frage taucht alle zwei, drei Wochen mal auf. Die Realisiserung > und deren Umsetzung scheitert meist am Können der Frager: Meine Schaltung funktioniert mittlerweile richtig gut. :-) Ich hab mich auch schon gefragt ob ich das nicht vielleicht mal veroeffentlichen sollte, mich aber dagegen entschieden weil ich zuviele spezielle Bauteile verwendet habe. Das wuerden Leute ohne Ahnung nicht nachbauen koennen und wer Ahnung hat kann sich das auch eben selber hinfummeln und dabei sowieso das verwenden was er in seiner Bastelkiste hat. Aber schon interessant das in China noch keine Fliessbaender angelaufen sind um diesen Bedarf zu decken. Olaf
Du willst also Amperesekunden messen, stimmts?
Ich bin mir sicher, dass solche Meßgeräte schon längst im Laborbereich oder wo auch immer zugegen sind. Einfachstes Beispiel - der Stromzähler in der Wohnung. Er misst Deine Energie über die Zeit. Hier kann man bei den modernen auch einen gewissen Zeitraum auslesen und analysieren. Okay, er geht nicht runter bis in den uA Bereich, aber ich denke es gibt auch 'kleinere' Messzähler.
Für USB zum Akkuladen gibts sowas ja schon beim Chinesen des geringsten Misstrauens. Allerdings nicht für kleine Ströme. Bin gerade dabei, mir so einen Logger zu bauen auf Basis eines Nano mit modifiziertem INA219-Board und einem Datenloggermodul mit RTC und SD-Card. Anzeige wird ein 2*16er LCD. Ich möchte auch µA bis mA messen mit einer Auflösung ab 0.1s. Zugehörige Akkuspannung natürlich auch! Das ganze wird als .csv-Datei auf SD-Card geschrieben. Servus, Helmut.
Olaf schrieb: > Ich hab mich auch schon gefragt ob ich das nicht vielleicht mal > veroeffentlichen sollte, mich aber dagegen entschieden weil ich zuviele > spezielle Bauteile verwendet habe. Das wuerden Leute ohne Ahnung nicht > nachbauen koennen und wer Ahnung hat kann sich das auch eben selber > hinfummeln und dabei sowieso das verwenden was er in seiner Bastelkiste > hat. Nicht jeder, der an so einer Vorlage (oder auch nur "Zusammenstellung nutzbarer Anregungen") Interesse haben würde, muß im Umkehrschluß zu blöd sein, sie überhaupt nutzen zu können... ,-)
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Willi's seltsame Ideen... Wenn ich sowas nur 0-2 mal im Monat brauche, dann mache ich es mit den Messgeräten, wie sie fast jeder Elektronikbastler sowieso schon hat: Den typischen Aktivstrom messen, bei sehr kurzer Dauer mit einem Oszi, dann die Anzahl Einschaltungen zählen und mit etwas Kopfrechnen zum Ergebnis. Wenn man MCU-erfahren ist, dann programmiert man sich natürlich etwas. Strom über Shunt messen, zu einer ADC-tauglichen Spannung verstärken, das ist ja wohl nicht das Problem. Ich weiß aber, dass alles einfache sich dann doch ganz schön lange hinziehen kann (...), ob es das wirklich wert ist ? Wenn man relativ schnell mit ein paar Komponenten auf Steckbrett etwas basteln möchte, dann hätte ich dafür die Idee lt Bild: Spannung am Shunt auf 0-1..2V verstärken, irgendwas wird sich in der Gruschkiste dafür finden lassen. (OPV, R2RIO Zerodrift..). CD4046 ist etwas aus der Mode gekommen, gibt es aber noch. Oder den VCO mit irgendwas anderem, googeln...! Impulszähler gibt es viele, ein elektromechanischer 6-Digit tut es auch (amazonas 14.88).
Frank schrieb: > Gibt es ein Messgerät, dass kleine > Ströme ab etwa 5µA messen kann und dann über eine Messperiode von zum > Beispiel einer Stunde aufaddiert? Du meinst vermutlich integriert, also einen Amperestundenzähler? Wenn der tatsächliche Stromverbrauch um mehr als 1:1000 schwankt, wird das schwierig.
> Nicht jeder, der an so einer Vorlage (oder auch nur "Zusammenstellung > nutzbarer Anregungen") Interesse haben würde, muß im Umkehrschluß zu > blöd sein, sie überhaupt nutzen zu können... ,-) Na gut, das Prinzip ist ganz einfach. :) 1. Du nimmst einen Operationsverstaerker mit einem hohen CMR und verstaerkst damit die Spannung an einem Widerstand von 0.1 oder 1R so das am Ende 1V rauskommt. Ich hab da einen AD8606 genommen, nicht perfekt, aber der lag hier schon rum. Sollte auch etwas GBW haben damit du bis etwa 100khz bei deiner Verstaerkung kommst. 2. Du baust einen Analogen Potentialtrenner. DAfuer gibt es spezielle Optokoppler(ILT300? Bandbreite?), ich hab zwei einzelne genommen weil die rumlagen. Die sollten nicht zu langsam sein. Ich hab TCLT1109 genommen weil der... Dabei ist es wichtig die Schaltung gut an den Optokoppler anzupassen damit sie linear ist, eine weite Bandbreite hat, ich bin bis 130khz gekommen und nicht schwingt. OP sollte etwas mit einem kleinen Eingangsstrom sein. Bandbreite 1-2Mhz reicht aus. 3. Ich hab mir den Luxus eines VCF mit einem LM13700 geleistet. Vielleicht nicht unbedingt notwendig, aber cool! Ich wollte schon immer mal mit den Teilen rumspielen. So kann man den Filter einfach mit einem Poti einstellen. 4. ICh hab ausserdem dem noch drei feste Filter mit 10Hz, 1khz und 10khz. Einfach Butterworth nach Lehrbuch... 5. Einen Umschalter zur Signalauswahl. Hab ich auch einen speziellen Schalter genommen von dem ich vor 10Jahren mal 10Stk in einer Grabbelkiste in Akiba gefunden habe. 6. Du haengst noch einen Operationsverstaerker dahinter um Offset und Verstaerkung zu kalibrieren und das ganze auf 10V zu bringen. Da hab ich einen LM358 genommen. 7. Du stellst fuer alles potentialfreie Spannungsversorgung bereit. Basis bei mir sind 5V nach +/-15 DCDC Wandler. Gab es mal auf dem Amateurfunkflohmarkt guenstig als Stange. Damit kann ich mich aus dem USB-Stickausgang des Oszis versorgen. 8. ETwas gezielte Spannungswandlung mit Linearregler weil die modernen OPs nur mit 5.5V laufen. Ausserdem -1.2V diskret weil ich dafuer keinen Wandler hatte und standardkram wie LM317/337 nicht ging weil die DCDC-Wandler dafuer nicht genug Leistung hatten. Das wars dann schon. Damit bekomme ich 60db bei 100khz Bandbreite hin. Den ersten Verstaerker habe ich extern als Messkopf ausgefuehrt damit man ihn einfach wechseln kann und ausserdem wollte ich sensible Signale nicht einen Meter ueber den Tisch fuehren. Als Anschluss hab ich MiniDIN genommen weil man so von als Kabel eine alte Maus/Tastatur nehmen kann. Ich hab jetzt zwei Messkoepfe. Einmal 150mA gleich 15V und einmal 15mA gleich 15V. Schoen waer noch ein umschaltbarer Kopf, denke ich gerade drueber nach. Das wars auch schon... Die Potentialtrennung war mir wichtig damit ich mich ueberall frei dazwischenschalten kann und gleichzeitig noch einen Massebezug fuer andere Kanaele im Oszi herstellen kann. So kann man sich einen Stromkanal und mehrere Spannungskanaele syncron anschauen. Braucht aber vielleicht nicht jeder, dann wird es einfacher. Olaf
ich würde erstmal mit Opamp die Spannung eines shunt verstärken, und zwar mit Integrierer sodass nach z.B 0,1 s der aufintegrierte Strom-Zeit-Wert in mAs oder µAs ansteht. Am Ende des Messintervalls mit einem Kontroller-AD- wandeln (0...256) und anschließend den Integrierer wieder auf Null setzen. den Messwert des Intervalls aufsummieren. Die wirkliche Arbeit besteht wohl eher die bedienbare Eingabe der Messparameter wie Messzeit, Maximalstrom, maximale mAs je Intervall ....per Bedientasten und Ausgabeformat bzw. Anzeige höhere Auflösung als 8 Bit hat wenig Sinn, denn das wäre dann unnötige Präzisionsmesstechnik.
Die Potenialtrennung kann man ja im Digitalteil wesentlich leichter machen als im analogen Teil. evtl. mit AD-Wandler direkt nach dem Integrierer und Übergabe der digitalen Werte per Optokoppler an den Kontroller mit Umfeld.
also was an meinem Fototimer hinreichend gut funktionierte, auf der high side ein Shunt 100mOhm, 2 Spannungsteiler vor hinter dem Shunt in einen diff Eingang vom atmega32/644/1284p, gain auf 200 zum ADC und nach jeder Wandlung im Sekundentakt die mAs aufaddiert beim Entladen, dito beim Laden, anderes Vorzeichen. Der Verbrauch passte dann so in etwa.
Früher (tm) machte man das mit einme V/F-Konverter und schloss daran eine Zähler. Potentialtrennung wenn gewünscht über Optokoppler. Das Stichwort lautet Coulomb(Coulo-)meter. Auswahl hier mal ansehen: https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an14f.pdf
Hast Du mal an den einfachen Leistungsmesser gedacht, wie er oft schon im Supermarkt erhältlich ist oder spätestens im nächsten Baumarkt. Kost' fast nix. Das explizite Messen des Verbrauchs eines Gerätes ist schnell recht aufwändig und dann auch nur für das Gerät, indem es eingebaut ist, verwendbar. Immer wieder gibt es Tests, die sich mit der Genauigkeit dieser Geräte auseinandersetzen.
> Die Potenialtrennung kann man ja im Digitalteil wesentlich leichter > machen als im analogen Teil. Das kann man aber nur machen wenn man keine syncronen Spannungsmessung auf anderen Kanaelen braucht. Das war mir aber sehr wichtig! Ausserdem wollte ich unbedingt meinen Oszi zur Aufzeichnung verwenden damit ich dessen Luxus, z.B wegen Triggerung nutzen kann. Man kann dann z.B auch in der Messschaltung im IRQ oder einen anderen interessanten Programmteil mit einem Port wackeln und sich genau den Stromverbrauch in diesem Programmstueck ankucken. Aber stimmt schon. Wenn man das nicht braucht dann 1-2 OPV, einen AD-Wandler und einen ISO7041 oder vergleichbares von Analog. Da kann man sich dann ja auch mal an 96db wagen. :-) Es gibt auch fertige Analoge-ISO-Bausteine. Allerdings weiss ich jetzt nicht wie da Bandbreite, Dynamik und Noise ist. Muesste man ausprobieren. Allerdings hat die Optokopplerschaltung auch einen gewissen Reiz solange sie nur auf dem Tisch funktionieren muss und nicht im industriellen Temperaturbereich. .-) Olaf
Frank schrieb: > weil dieses in Intervallen > "horcht". Mal zurück zur ursprünglichen Aufgabe: Sicher gibt es geeignete Messausrüstungen, aber nicht für Bastler bezahlbar. Ich würde mir den Stromverbrauch auf einem Oszi ansehen, welcher Zeitanteil auf das "Horchen" entfällt und welcher Strom währenddessen verbraucht wird, der Durchschnitt lässt sich mit dem Taschenrechner bestimmen. Für die Pausen gilt im Prinzip das Gleiche, aber mit einiger Wahrscheinlichkeit kann man sich das sparen weil es gegenüber dem aktiven Stromverbrauch garnicht ins Gewicht fällt. Hat man das einmal bestätigt reicht es nur noch den Mittelwert des Stroms zu messen. Wahrscheinlich wäre das von Anfang an am sinnvollsten, es muss nur die Strommessung mit einem ausreichend langen Messinterval erfolgen. Georg
Ich habe mal vor langer Zeit einen einfachen, aber ausreichend genauen mAh-Zähler gebaut (für Elektrolyse): Ein klassischer OpV-Integrator und ein Komparator, der bei überschrittener Schaltschwelle den Integrator-C mit einem Fet schnell entlädt. Die Entladepulse werden auch an einen (Ereignis-)Zähler gegeben. Dessen Anzeige ist der Strommenge proportional. Bereichsanpassung mit R und C des Integrators, Abgleich über die Komparator-Shaltschwelle. Gruß - Werner
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