[Antarius 0]

Привет.

Прошу прощения за глупый вопрос, но сам не смог получить на него ответ.

Есть некий датчик, работающий от 3 вольтовой батарейки типа таблетки 1620 и состоящий из микроконтроллера и сенсора, который он опрашивает. Общаются между собой через i2c и хорошо работают.

Почти все время оба компонента спят, но примерно каждые 10 минут контроллер просыпается, подает на один из своих выводов логическую единицу, запитывая от нее сенсор, запрашивает у него информацию, убирает единицу, отключая сенсор и засыпает сам.

Хочу измерить потребляемый ток во время сна.

Примерно, я ожидаю получить ток не более 90 мкА.

 

Я беру цифровые мультиметры разных марок и начинаю измерять. Получаю скачующие цифры 50-200 мкА и нестабильно работающий датчик. То включится, то нет. Как в авторежиме, так и в ручных выборах пределов измерений. Три разных мультиметра, UniT70B, какой мастек и самый дешманский китайский, который есть наверное у каждого - DT838 или как-то так.

Наверное, проблема в мультиметрах, думаю я и покупаю стрелочный мультиметр, где ну уж точно все покажет. На пределе в 100 мкА - датчик вообще не включается, а включается только на пределе 250мА, где показывает рабочий ток в 30мА и около нулевой ток сна.

Наверное, у него большое сопротивление, подумал я и померил сопротивление стрелочного мультиметра. На пределе 100мкА у него сопротивление 4,7кОм, а на пределе 250мА - 7 Ом.

Похоже, на нем падает много напряжения и до датчика просто не доходит и он не стартует. Но по логике вещей на 100мкА - это как бы сказать прямой ход измеряемого тока через головку мультиметра, прям через катушку, без всяких шунтов и прочего - и должно быть наоборот же самое низкое сопротивление?

Где я не прав? Как померить ток?

Спасибо.

 

 

[Alex-lab 5]

1 hour ago, Antarius said:

На пределе 100мкА у него сопротивление 4,7кОм, ...

...Но по логике вещей на 100мкА - это как бы сказать прямой ход измеряемого тока через головку мультиметра

Тут нет ничего удивительного. У любого шунтового амперметра есть минимальный уровень входного напряжения, по сравнению с которым, падение на шунте не значимо. Ниже этого уровня, либо измерения, либо работа подключенного устройства не возможны.

Для измерения малых токов при малых напряжениях используют специальные приборы или адаптеры.

У Дэйва из австралии на канале было несколько роликов на эту тему.

Изменено 5 февраля, 2019 пользователем Alex-lab

[k155la3 26]

Ток меряете осцилографом. В минусовой вывод батарейки включаете шунт 5-10 Ом.

"Землю" осцилографа соединяете с минусом батареи, сигнал/щуп - с шунта.

Развертку ставите на требуемый режим, в зависимости от цикличности работы девайса.

Можно засинхронизировать от какого-либо внешнего сигнала.

Имейте ввиду, что внешние подключения будут сильно искажать замер.

 

[Plain 168]

3-вольтовый стабилизатор запитать от заряженного до 5 В существенного конденсатора — сперва измерить интервал разряда этого конденсатора на 1 В, т.е. до 4 В, самим стабилизатором, т.е. без нагрузки, затем с эталоном нагрузки, т.е. резистором, затем с реальной нагрузкой.

[Antarius 0]

Как-то все сложно :(

31 minutes ago, k155la3 said:

Ток меряете осцилографом.

Т.е. измерить падение напряжения на шунте? А почему именно осциллографом, из-за большого входного сопротивления?

26 minutes ago, Plain said:

измерить интервал разряда этого конденсатора

Можете пояснить, а то я в электронике не в зуб ногой...

Нужно измерить время разряда с 5 до 4В три раза при разных нагрузках? Снова осциллографом? А дальше с этими знаниями что делать?

 

1 hour ago, Alex-lab said:

Для измерения малых токов при малых напряжениях используют специальные приборы или адаптеры

А что это за приборы? В лаборатории обычного завода электрооборудования их можно найти?

 

Спасибо за ответы!

[rx3apf 0]

Тема измерения потребления разного рода микропотребляющей аппаратуры неоднократно поднималась на форуме, решения тоже предлагались.

 

[Plain 168]

1 час назад, Antarius сказал:

Нужно измерить время разряда с 5 до 4В три раза при разных нагрузках? Снова осциллографом?

Не знаю, что это за "снова", но время обычно измеряют секундомером, а напряжение вольтметром.

 

1 час назад, Antarius сказал:

А дальше с этими знаниями что делать?

Вычесть первое из второго и третьего и поделить полученные два друг на друга.

[kovigor 5]

Шунт в эту цепь питания. Дальше - токочувствительный усилитель вроде MAX4376 (по идее, должен подойти и обычный Rail-to-Rail ОУ), дальше (если нужно) - неинвертирующий усилитель на точном ОУ вроде OP97. Ну, а дальше все просто ...

[jcxz 184]

8 часов назад, Antarius сказал:

Т.е. измерить падение напряжения на шунте? А почему именно осциллографом, из-за большого входного сопротивления?

Видимо у автора совета какая-то личная симпатия к осциллографам  

Напряжение конечно же лучше измерять вольтметром. Делать это нужно на шунте, включённом последовательно с источником 3V (и не важно в минусовом или плюсовом проводе - ток в последовательной цепи везде одинаков). При измерении питать лучше как тут уже советовали - от стабилизированного источника, напряжение которого такое, что после вычета падения на шунте на нагрузке будет 3V. Хотя можно и не заморачиваться с этим если шунт достаточно низкоомный. Но как тут советовали брать шунт 5 Ом я бы не стал - при токе 90мкА падение будет <0.5мВ - имхо показания будут сильно зависеть от наведённых шумов. Лучше взять хотя бы несколько сотен Ом, а лучше - несколько кОм (SMD резистором). Имхо.

Т.е. - собрали цепь: регулируемый источник напряжения источник (3...5V) - шунт - нагрузка. Параллельно нагрузке - вольтметр, параллельно шунту - второй вольтметр. Сначала по первому вольтметру выставляете напряжение на нагрузке == 3V (регулируя источник). Потом измеряете ток по второму вольтметру. Второй вольтметр - точный, первый - любой.

[Antarius 0]

7 hours ago, Plain said:

Не знаю, что это за "снова"

Извините, если прозвучало грубо, но нет, я просто удивлен, что вы второй, отвечающий, который предложил померить ток не амперметром. Для меня это немного разрыв шаблона (амперы - амперметром)

Просто у меня нет осциллографа, которым можно реально измерять. Есть только которым можно посмотреть. Поэтому, мне не нравятся советы с применением осциллографа :)

6 minutes ago, jcxz said:

Т.е. - собрали цепь: источник - шунт - нагрузка

Спасибо за доходчивое объяснение!

В качестве шунта пойдет обычный смд резистор?

[jcxz 184]

Только что, Antarius сказал:

В качестве шунта пойдет обычный смд резистор?

Конечно, лучше такой и использовать. Я там указал.

[Antarius 0]

Just now, jcxz said:

Я там указал

Да, точно... просмотрел.

[jcxz 184]

3 минуты назад, Antarius сказал:

Да, точно... просмотрел.

Да, поправка: регулируемый источник лучше взять с диапазоном от 3V, завести своё устройство в спящий режим (чтобы не просыпалось), и дальше поднимать напряжение на источнике от минимума, пока на нагрузке не станет ==3 V. Это чтобы не получить перенапряжение по питанию на вашем устройстве в какой-то момент.

[Plain 168]

40 минут назад, Antarius сказал:

удивлен, что вы второй, отвечающий, который предложил померить ток не амперметром

Снова не знаю, который я "второй", потому что про ток у меня ни слова, но способ решает задачу двумя заурядными деталями в пределах 100 рублей, например:

 

https://www.chipdip.ru/product/tps71533dckr-3

https://www.chipdip.ru/product0/9000247234

[Antarius 0]

13 minutes ago, Plain said:

способ решает задачу

Способ я понимаю. Я не понимаю как получить ток.

Если я из одного времени разряда вычту второе время и разделю на третье время - очевидно, я получу тоже время?

Я догадываюсь, что время разряда пропорционально току. Но как получить его величину?

Во втором измерении при разряде на эталонное сопротивление при известном напряжении на выходе LDO, я допустим найду по закону Ома ток.

Но я не знаю ток потребления LDO без нагрузки и не знаю ток с реальной нагрузкой. Найти-то как? Т.е. у меня два неизвестных тока при одном известном и три времени.

 

Потом, что-то мне кажется, что время разряда конденсатора это наверное считанные секунды. И мне наверняка потребуется цифровой осциллограф для того чтобы точно измерить временной интервал, за который напряжение упало с 5,000 до 4,000 вольт.

А у меня его нет.