Hallo Mikrocontroller Community, ich wollte euch mal um euren Rat fragen. Und zwar schreibe ich gerade meine Masterarbeit in der Informatik (TH Nürnberg) und kenne mich relativ wenig in der Elektrotechnik aus. Für meine MA möchte ich gerne, möglichst genau, den Verbrauch eines USB3.0 Geräts messen (neural compute stick 2 von Intel). Der Stick muss während der Messung am PC/Laptop angeschlossen und voll Funktionsfähig sein, bedeutet am besten sollte das Messgerät die Verbindung nicht stören. Auf einen solchen Stick können dann Neuronale Netzwerke ausgeführt werden. Eine sehr genaue Messung ist deshalb wichtig da kleinste Veränderungen erfasst werden müssen (optimaler weise mit logging). Mit anderen Worten ich möchte raus messen wie viel Verbrauch ein solches Netzwerk auf dem Stick zur Laufzeit hat (mittels einer Versuchsreihe und x Messungen des entsprechenden Prozesses). Da ich allerdings keine Ahnung habe bei den zu erwartenden Verbrauchswerten kann ich nichts dazu sagen. Informationen zum verbrauch des verbauten Chips/Sticks konnte ich auch nicht finden. Jetzt habe ich im Internet verschiedene low budget USB Messgeräte gefunden (30-50€) jedoch häufig gelesen das diese relativ ungenau sind. Meine Frage an euch kennt ihr Geräte die sehr genau messen können? Ich hätte jetzt gern <x% geschrieben, aber da kenn ich mich leider nicht aus was ein „guter“ wert ist, je näher an 0 desto besser würde ich einfach mal sagen. Preis ist erst mal Relativ … mehr oder weniger … ich muss am Schluss nur den Lehrstuhl von den kosten überzeugen, also sollte es schon unter 200-300€ bleiben wenn es solch eine Technik überhaupt für den Preis gibt. Selber bauen ist keine Option, ich würde mir zwar das zusammenbauen zutrauen aber bei usb3 etc. wage ich es zu bezweifeln das ich etwas ordentliches hinbekomme, zumal die Technik gar nicht im Mittelpunkt der MA steht sondern lediglich die Auswertung und Verarbeitung der Verbrauchsermittlung. Wäre super wenn ihr mir da evtl. eure Erfahrungen mitteilen könnt. Vielen Dank für euren Input Gruß Pascal
Hallo, spontan fällt mir zum selber bauen der INA219 oder INA233 von TI ein. Dann musste dir nur Gedanken über den Wert und Genauigkeit des Shunts machen.
Veit D. schrieb: > Hallo, > > spontan fällt mir zum selber bauen der INA219 oder INA233 von TI ein. > Dann musste dir nur Gedanken über den Wert und Genauigkeit des Shunts > machen. Danke aber das trau ich mir dann doch nicht zu ohne fertigen Schaltplan zumal ich dann auch prüfen müsste ob mein eigenes gebautes gerät überhaupt korrekt arbeitet, daher lieber der Einsatz eines fertigen Produktes. C. schrieb: > Metrahit Energy > > Youtube-Video "Leistungsmessgerät & Multimeter: Gossen Metrawatt > METRAHIT ENERGY | Praxis Test | Review" Danke, das ist ja jetzt kein Zwischenstecker. Dabei ist mir gerade noch was gekommen, aber keine Ahnung ob das Elektrotechnisch überhaupt möglich ist, Evtl. könnte ich ja auch eine USB3.0 Verlängerung (10cm) vorsichtig auftrennen und mich dort an + - hängen, dann das kabel versuchen wieder zu schirmen, und dann mit einem Messgerät (wie dem verlinkten) den Verbrauch ermitteln. Das ist dann vermutlich nicht so ein Nischenprodukt wie ein USB3 Messgerät und vermutlich auch genauer als das diese ministicks sein können.
Wenn software/firmware kein Problem ist, wäre das ADM00921 von Microchip vielleicht einen Blick wert. Entweder dem PIC UART beibringen oder ihn stilllegen (z. B. Reset auf Dauer-Low) und extern über I2C bespaßen. Wenn du schon einen SBC hast, dürfte das easy sein. Leider könnte USB Type C ein Hindernis sein. Andere Möglichkeit: USB-Kabel und Skalpell. VBUS freilegen und über einen Shunt führen und darüber die Spannung messen. Ob das nun ein Ina219, ein PAC1934 oder ein DMM macht ist in erster Linie Wurst. (der PAC hat einen Accumulater eingebaut was beim Messen von Durchschnittsleistungen/Energie angenehmer sein kann). Eine Frage noch: Welche zeitliche und "wertliche" Auflösung brauchst du genau? Wenn auch zeitlich kritisch ist, wäre meine U erlegung, ein Oszi mit Differenztastkopf (über einen Shunt) + "normale" Probe für die Spannung zu verwenden. Über data readout kann man es dann sehr bequem am PC auswerten...
Chris R. (ohne login) schrieb: > Entweder dem PIC UART beibringen oder ihn stilllegen (z. B. Reset auf > Dauer-Low) und extern über I2C bespaßen. Wenn du schon einen SBC hast, > dürfte das easy sein. Leider könnte USB Type C ein Hindernis sein. Ok das sagt mir schon mal bis auf ein paar Begriffe wie I2C nichts, aber den Stick kann ich auf keinen Fall modifizieren falls das gemeint war. Chris R. (ohne login) schrieb: > Andere Möglichkeit: USB-Kabel und Skalpell. VBUS freilegen genau das ist mir vorhin bei dem Messgerät gekommen, das trau ich mir dann doch noch zu :). Chris R. (ohne login) schrieb: > und über > einen Shunt führen und darüber die Spannung messen. Ob das nun ein > Ina219, ein PAC1934 oder ein DMM macht ist in erster Linie Wurst. (der > PAC hat einen Accumulater eingebaut was beim Messen von > Durchschnittsleistungen/Energie angenehmer sein kann). da kommt dann bei mir leider wieder nur bahnhof an, muss mich dazu erst mal einlesen. was die bauteile sind und welche Funktion die haben. Chris R. (ohne login) schrieb: > Eine Frage noch: Welche zeitliche und "wertliche" Auflösung brauchst du > genau? Das hab ich bei meiner ersten frage gar nicht bedacht. Also, grundsätzlich läuft so ein Netz sagen wir mal ca. je nach Parametrierung zwischen 10-80ms. Es gäbe die Möglichkeit in meinem Use-Case das Netz länger zu machen wodurch ich dann auf ca. 100-500ms kommen kann (und danach einfach den verbrauch anhand der Streckung skaliere). Daher wäre eine hohe Zeitliche Erfassung relativ wichtig, daher auch das logging. So könnte ich dann am PC (evtl. automatisiert) ermitteln wie viel der Stick für einen Durchlauf verbraucht hat, dass dann X mal für Y Netzwerke. Händisch wäre da denk ich schwieriger da ich jetzt hochgerechnet ca. 400-5000 Durchläufe machen müsste (um genügend Messreihen für eine aussagekräftige Studie zu bekommen). Ich wollte hier den Aufwand möglichst gering halten da diese Messreihe und die Ermittlung der werte nur ca. 5% der MA ausmachen. Chris R. (ohne login) schrieb: > Wenn auch zeitlich kritisch ist, wäre meine U erlegung, ein Oszi mit > Differenztastkopf (über einen Shunt) + "normale" Probe für die Spannung > zu verwenden. Über data readout kann man es dann sehr bequem am PC > auswerten... Ok, kenne so uralt Oszis aus meiner Fachinformatiker Ausbildung noch, die waren relativ teuer und konnten noch kein Digital. Allerdings habe ich die stille Hoffnung das evtl. unser EFI Fakultät über solche Geräte verfügt, da könnte ich mich mal schlau machen.
Wie genau muss das Ding den werden? Und was noch viel wichtiger ist wie schnell muss es werden? USB3 stellt bis zu 900mA bereit, wenn du also besser als 0.1% werden willst brauchst du ohne Messbereichs Umschaltung eine Auflösung besser 0.9mA. Da du keine Ahnung von Werten hast solltest du vielleicht ein paar Messungen machen. Die billigen Teile schaffen vielleicht 2%. Ich vermute mal dass du das wesentlich genauer brauchst und deshalb hier frägst. Für 300 gibt's da nichts da kannst du locker mindestens Faktor 10 bis 30 nehmen. Zusätzlich werden die Störungen mit Sicherheit lustig. Schau in die Spec wie sich die Spannung bei USB unter Last ändern darf, du wirst dich wundern und merken dass das ganze eine Schnapsidee ist. Nur ein Informatiker ohne Etechnik Wissen kann auf so eine Idee kommen. Wenn du da Ergebnisse erwartest die auch nur entfernt was mit der Realität zu tun haben, brauchst richtig gutes Messequipment. Es gibt hier übrigens jemanden der ab und an hier schreibt und bei Intel in Irland oder England genau mit diesen Sticks arbeitet.
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Die wesentlichen Faktoren wurden Dir also bisher genannt: Stromversorgung zum Stick auftrennen, "Shunt" einfügen, vor und hinter dem Shunt Spannung abgreifen, Differenz bilden, verstärken, mit Analog-Digital-Wandler wandeln, aufzeichnen fertig. Ist aber Elektronik. Mit der tust Du Dich laut Startpost schwer. Anderer Weg: Je mehr der Stick "arbeitet", desto mehr Abwärme produziert er. Messe mit einem punktförmigem Temperatursensor (elektrisch isoliert) am geöffnetem Stick. Logge diese Temperaturdaten, schalte Fehler durch Zugluft aus, fahre wiederholte Messreihen. Im Stick wirst Du nicht viel mehr als einen Chip finden. Dessen Temperatur misst Du mit einem digitalen Laborthermometer. Geeignete, relativ punktförmige Anlegethermometer samt Schnittstelle hat jede Uni. Deine Forschungsarbeit reduziert sich auf e-funktionen (Aufwärmphase, thermisches Gleichgewicht, Ausschaltung von Raumtemperatur, etc.. Die Natur dieser Messung über einen scheinbaren Umweg (Temperaturerhöhung) hilft Dir, weil die Effektivwertbildung hier "intrinsisch" ist. Du musst dann halt den Stick arbeiten lassen, ruhen lassen, alles Software... Nachteil: thermische Trägheit. Genaue Thermometer gibt es heutzutage längst. Die ganze Apparatur beschränkt sich also auf Temperatursonde an Stickplatine, mit Thermokamera optisch nach Hot spot suchen, das Ganze thermisch isoliert einpacken (mehr oder minder). Der Rest ist Software, sollte Dir dann liegen.
Um Fehler durch (bildlich) das heisslaufende Laptop zu vermeiden, USB verlängern und Stick etwas räumlich entfernt "alleine" einpacken. Dann Deine oben erwähnten 1000Durchläufe machen, Endtemperatur messen, ... ... Raumtemperatur mit zweitem Sensor oder zweitem Komplett-Thermometer loggen, gegenrechnen lassen. Vorteil: Du brauchst NULL Hardwarekenntnisse. Anschaffung schlimmstenfalls: 2 "genaue" Laborthermometer mit USB-Schnittstellen, ein "freier" Rechner, der Deine Temp.-Messreihen fährt muss ja eh vorhanden sein. Nachteil: Die Sache hat eine Trägheit.
Pascal schrieb: > Ok das sagt mir schon mal bis auf ein paar Begriffe wie I2C nichts, aber > den Stick kann ich auf keinen Fall modifizieren falls das gemeint war. Ok, dann lohnt sich vielleicht der Blick auf https://www.microchip.com/DevelopmentTools/ProductDetails/PartNO/ADM00805 Aber auch hier wirst du um einen Lötkolben nicht herum kommen - die Shunts passen für deine Anwendung nicht. Immerhin: es hat direkt einen USB-Port. Die bereitgestellte Software würde ich allerdings nicht verwenden, da sie nicht automatisierbar ist. Der verwendete MCP2221 (USB-I2C-Bridge) ist aber beherrschbar. Unter Linux gibt es Kerneltreiber dafür. Pascal schrieb: > je nach > Parametrierung zwischen 10-80ms. Es gäbe die Möglichkeit in meinem > Use-Case das Netz länger zu machen wodurch ich dann auf ca. 100-500ms > kommen kann (und danach einfach den verbrauch anhand der Streckung > skaliere) Zeit dürfte hier dein Freund sein. Je länger du misst, desto genauer dürfte es werden, da du mehr Samples aufnehmen kannst. Zudem müsstest du bei 10 ms deinen Trigger bzw. Messzeitraum deutlich genauer setzen müssen. Pascal schrieb: > Oszis aus meiner Fachinformatiker Ausbildung noch, die waren relativ > teuer und konnten noch kein Digital. Keine Sorge, die Erde hat sich seitdem weitergedreht. Halbwegs brauchbare Digitaloszis gibt es schon für unter 1000 Euro, die könnten deine Anforderung schon erfüllen. Wenn du viele vergleichbare Messungen machen möchtest/musst, ist Messautomatisierung - alleine schon wegen der Wiederholbarkeit - ein Muss. Die Leistungsaufnahme über die Temperatur zu ermitteln halte ich für eher unsinnig, da wäre mir zu viel Rechnerei, Schätzerei und Umgebungseinflüsse dabei. Außer du willst ein Kapitel "Esoterische Messmethodik, weil es Menschen im Internet vorgeschlagen haben". Du wirst vermutlich nicht darum herumkommen, dich ein wenig mit der Elektronik zu beschäftigen oder jemanden in der E-Fakultät anzusprechen (was du ja hier im Forum quasi schon gemacht hast).
Chris R. (ohne login) schrieb: > Außer du willst ein Kapitel "Esoterische > Messmethodik, weil es Menschen im Internet vorgeschlagen haben". +1 :-) Was ist denn eigentlich das Problem daran einfach Geräte zu verwenden die seit Anbegin der Elektronik einzig für den Zweck gebaut wurden schnelle Messungen im Zeitbereich zu machen? Oszis sind dafür gedacht, da muss man nicht das Rad neu erfinden. Und so eine dödeligen Shunt in die Versorgung zu klemmen kann ja nun hoffentlich keinen angehenden Master schocken. kein Schwanz baut Geräte für schnelle Leistungmessungen mit Peak Hold, Average etc. für USB3. Warum sollte man auch?
Coronianer schrieb: > ... Coronianer schrieb: > https://medium.com/@aallan/benchmarking-edge-computing-ce3f13942245 Vielen dank, das hört sich ja recht interessant an :D. Da sich der Kern meiner Arbeit um einen 'ganz' anderen Bereich dreht lag meine Recherche aktuell auch ganz wo anders. Aber irgendwie klar das ich nicht der erste mit der Idee war ^^, was ja auch nicht schlimm ist. Auf jeden Fall schon mal vielen Dank dafür, sowas hilft immens vor allem wenn das Hauptaugenmerk der Arbeit ganz wo anders liegt. Und man soll ja bei so einer Arbeit das Rad nicht neu erfinden wenn es das schon gibt. Und auch ehrlichen danke an die anderen, die kurze Diskussion hat mir schon sehr viel weitergeholfen, und nun heißt es erst mal die nächsten Tage in die Sachen einzulesen und zu verstehen. Wie weit ich solche Oszi's aktuell bzw. in nächster zeit überhaupt nutzen kann muss ich auch erst mal raus finden da (zumindest in Bayern) die Hochschule zum Großteil noch dicht sind, und Laboraktivitäten etc. verboten, daher kam ich ursprünglich auf die Idee mit dem Stick den ich mir nach hause bestellen könnte.
Pascal schrieb: > Wie weit ich solche > Oszi's aktuell bzw. in nächster zeit überhaupt nutzen kann muss Naja, Du siehst ja das Du als reiner Informatiker schon im Studium nicht völlig Hardwarefrei arbeiten kannst und 0/1 als Information oft nicht reicht. Das Oszi ist Auge und Ohr der Elektronik. Multimeter und alles Artverwandte ist viel zu träge um im Zeitbereich zu mesen. Ich als Elektroniker komme ja auch nicht völlig Softwarefrei durchs Leben. Schnapp die jemanden aus dem E-Labor, der Dir ne schnelle eEinführung geben kann. Sowas haben viele auch zuhause. Kostet nicht die Welt und ist eines der grundlegensten Messgeräte der Elektronik.
M. K. schrieb: > Oszis sind dafür gedacht, da muss man nicht das Rad neu erfinden. Ein oszi wird viel zu niedrige Dynamik haben. Es sei den du bist in der 40k+ Liega... Schau dir mal das joulescope an. Das ist für hochdynamische Messungen (I,U,P,Q) entwickelt worden. Bei Preis wirst du aber etwas über deinem Budget liegen - ich habs mir damals den Kickstarter geholt... 73
Pascal schrieb: > Danke, das ist ja jetzt kein Zwischenstecker. > Dabei ist mir gerade noch was gekommen, aber keine Ahnung ob das > Elektrotechnisch überhaupt möglich ist, > Evtl. könnte ich ja auch eine USB3.0 Verlängerung (10cm) vorsichtig > auftrennen und mich dort an + - hängen, dann das kabel versuchen wieder > zu schirmen, und dann mit einem Messgerät (wie dem verlinkten) den > Verbrauch ermitteln. > Das ist dann vermutlich nicht so ein Nischenprodukt wie ein USB3 > Messgerät und vermutlich auch genauer als das diese ministicks sein > können. Ja klar, Zwischenadapter bauen geht.
Hans schrieb: > Ein oszi wird viel zu niedrige Dynamik haben. Es sei den du bist in > der 40k+ Liega... > > Schau dir mal das joulescope an. Schick. 1,5nA Auflösung, soll 32bit ADC entsprechen, aber im DB siehts dann nicht mehr so beeindruckend aus. +-0,3% & +-1,5mA im 2A Messbereich, also +-2,1mA, bei 250Khz Bandbreite. Also stabile 9bit, der Rest ist eye candy. Für 800 Scheine recht sportlich. für 1400€ steht ein 70Mhz Rhode und Schwarz mit 10bit Auflösung auf dem Tisch. Oszi finde ich universeller, aber das hängt sicher davon ab wie häufig man mit Energiemessung zu tun hat. Die Uni wird ja wohl ein Oszi stehen haben.
Hm. Also hat das Ohm nicht ein Elektrolabor um genau solche Sachen zu unterstützen? Ich bin mir da ziemlich sicher das es "früher" mal sowas gab ;) Vielleicht wäre das die erste Anlaufstelle. Dann sieht man was da ist und wie und wer einem vielleicht direkt vor Ort helfen kann.
nicht ganz billig, weil, man braucht noch zusätzlich ein passendes Oszilloskop. Das Gesamtergebnis ist allerdings äußerst komfortabel. alle Messwerte im nA, uA, mA, mAh ... mit allen weiteren Möglichkeiten des angeschlossenen Skopes. Benutzen wir seit zwei Jahren im Ultra Low Power Bereich bei batteriebetriebenen Geräten. Wir suchen damit systematisch nach Energieeinsparungen durch Softwareanpassungen. https://www.datatec.de/Keysight-N2821A-Stromzange
https://www.meilhaus.org/downloadserver/mcd-elektronik/mcd-usb-hub-8-122204-de.pdf Strommessung für jeden Port (Auflösung ca. 10 mA) Erkennung von Defekten (z.B. zu hohe / zu niedrige Stromaufnahme) Messung des Stromverbrauchs angeschlossener Geräte Wenn eine Auflösung von ca. 10mA ausreichend ist.
Dirk schrieb: > https://www.meilhaus.org/downloadserver/mcd-elektronik/mcd-usb-hub-8-122204-de.pdf > > Strommessung für jeden Port (Auflösung ca. 10 mA) > Erkennung von Defekten (z.B. zu hohe / zu niedrige Stromaufnahme) > Messung des Stromverbrauchs angeschlossener Geräte > > Wenn eine Auflösung von ca. 10mA ausreichend ist. Also eher ein Schätzeisen, als ein Messgerät. Vom Hersteller "MCD" gibt es auch eine Variannte mit nur 6 USB3 Ports.
M. K. schrieb: > für 1400€ steht ein 70Mhz Rhode und Schwarz mit 10bit Auflösung auf dem > Tisch. Für einen Tausender gibt es bereits schon 14-16 bit Auflösung bei 60 MHz. https://www.reichelt.de/usb-oszilloskop-60-mhz-2-kanaele-awg-ps-5242b-p146210.html?&trstct=pos_0&nbc=1 Gruß Anja
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