Как и чем измеряют потребление энергии утройства?

[AlxL]

Здравствуйте!

Я недавно стал заниматься радиоэлектроникой, прочитал пару книг, и не скажу, что все понял... Тем не менее, пару простых схем собрал - усилитель на LM386, и еще подобное.

Для меня это чисто хобби, ну просто нравится что-то собирать. Но вот с пониманием сложнее - много информации для начала.

Платы делаю сам, компоненты 0402. Возможно, мне бы заняться ювелиркой, но там совсем все сложно)) А так, ну просто нравится создавать миниатюрное что-то.

Хочу попробовать с цифрой - сделать какие-то модули для Raspberry pi, но это попозже.

А пока вопрос - какие образом измеряют с хорошей точностью потребление энергии платы/утройства. От наноампер до микро, больше не нужно.

Посмотрел тут Keithley 2450, по-моему - вещь, но там цена!!! Я понимаю, что можно Flukом, конечно. 

Самый надежный способ - просто взять батарейку и посмотреть за какое время она разрядится. Но это как-то криво.

В общем, подскажите, пож.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[IMXO]

1 час назад, AlxL сказал:

А пока вопрос - какие образом измеряют с хорошей точностью потребление энергии платы/утройства. От наноампер до микро, больше не нужно.

при помощи цифровых осциллографов с динамическим переключением диапазонов измерения.

1 час назад, AlxL сказал:

Самый надежный способ - просто взять батарейку и посмотреть за какое время она разрядится. Но это как-то криво.

это самый кривой способ.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[musa56]

2 часа назад, AlxL сказал:

с хорошей точностью потребление энергии платы/утройства

Просто меряется ток потребляемый устройством, хоть простым тестером, и умножается на время работы

[Реклама]

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Lexter]

4 часа назад, AlxL сказал:

каким образом измеряют с хорошей точностью потребление энергии платы/утройства. От наноампер до микро, больше не нужно.

Ваш вопрос не так прост, чтобы на него можно было ответить парой строчек. Измерение микротоков - дело сложное, в котором много "подводных камней". Чтобы этим заниматься, надо много чего знать, уметь и иметь. Посмотрел сейчас, что даёт поиск - материалов в сети достаточно, чтобы освоить. Но изучать их придётся вам самому. Кроме вас ведь никто не знает, чего вы ещё не знаете, и чего у вас ещё нет.

 

1 час назад, musa56 сказал:

ток потребляемый устройством ... умножается на время работы

Вообще-то произведение тока на время работы - это прошедший за это время по цепи заряд в Кулонах.

Можно измерять потребляемую мощность - произведение потребляемого тока на напряжение питания.

А то, про что спрашивал ТС - потребляемая энергия - измеряется в Джоулях. Потребляемая мощность умножается на время работы. Один Джоуль равен 2,(7)e^-4 ватт-часа.

^{(7) - это семь в периоде.}

Изменено 21 сентября, 2020 пользователем Lexter

[Реклама]

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. 

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[AlxL]

3 hours ago, IMXO said:

при помощи цифровых осциллографов с динамическим переключением диапазонов измерения.

Так они стоят, наверное, как тот Keithley 2450... Я посмотрел парочку от Tektronix, хорошо стоят.

[Реклама]

Литиевые аккумуляторы EVE Energy и решения для управления перезаряжаемыми источниками тока (материалы вебинара)

Опубликованы материалы вебинара Компэл, посвященного литиевым аккумуляторам EVE Energy и решениям для управления перезаряжаемыми источниками тока.

На вебинаре мы представили информацию не только по линейкам аккумуляторной продукции EVE, но и по решениям для управления ею, что поможет рассмотреть эти ХИТ в качестве дополнительной альтернативы для уже выпускающихся изделий. Также рассмотрели нюансы работы с производителем и сервисы, предоставляемые Компэл по данной продукции. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[AlxL]

55 minutes ago, Lexter said:

Ваш вопрос не так прост, чтобы на него можно было ответить парой строчек. Измерение микротоков - дело сложное, в котором много "подводных камней". Чтобы этим заниматься, надо много чего знать, уметь и иметь. Посмотрел сейчас, что даёт поиск - материалов в сети достаточно, чтобы освоить. Но изучать их придётся вам самому. Кроме вас ведь никто не знает, чего вы ещё не знаете, и чего у вас ещё нет.

Да, тут поле непаханное. P=VI - это известно. Проблема в том, что и V, и I - переменные, зависящие от времени. Устройство, скорее всего, потребляет нелинейно.

Но если грубо, то ведь зная V, сидеть и измерять ток каждые 10 с, и посчитать среднее. Так?

Вопрос - как измерять токи от nA до uA... Чем?

Возвращаемся к Keithley... /

[Реклама]

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Lexter]

1 час назад, AlxL сказал:

тут поле непаханное

Скорее перепаханное вдоль и поперёк. Вам осталось почитать, что в этой области наработано.

1 час назад, AlxL сказал:

Проблема в том, что и V, и I - переменные, зависящие от времени.

Опять же, проблема это только для вас (надеюсь, пока). Давно придумано куча разновидностей ваттметров. В том числе и с функцией подсчёта потреблённой за определённое время энергии. Пример - счётчик электроэнергии на вводе в ваше жилище. Проблема - это когда за две копейки хотят точно измерять микротоки.

1 час назад, AlxL сказал:

Вопрос - как измерять токи от nA до uA... Чем?

См. первый ответ в этом посте. Там есть и про приборы, и про методы измерения.

Изменено 21 сентября, 2020 пользователем Lexter

[IMXO]

1 час назад, AlxL сказал:

Но если грубо, то ведь зная V, сидеть и измерять ток каждые 10 с, и посчитать среднее. Так?

нет не так, если речь о батарейном питании и микроконтролерах, в спящем режиме потребление на уровне 0,1..10мкА.  с включенной периферией до 80мА , причем потребление нелинейно, и длится   1..20мс раз в 1с..5мин , те разница в потреблении в 3..4 порядка .

ни один мультиметр не успеет отследить потребление за 1..20мс, это под силу только осциллографам, с другой стороны динамический диапазон ЦО обычно 8бит те 256отсчетов , для измерения разницы в 3..4порядка  для точного измерения динамический диапазон ЦО нужен 16..20бит, с полосой пропускания 70-100МГц таких в природе нет , поэтому используют ЦО на 8..12бит с динамическим переключением диапазонов измерения.

но и ценник на них совершенно не гуманный.

а измерения проводятся на обычном токовом шунте.

[Lexter]

Ещё могу добавить, что измерить токи в диапазоне наноампер в квартире в городе даже при наличии дорогого оборудования не получится. Сначала придётся построить экранированное помещение (типа "Клетка Фарадея"), чтобы хоть что-то разглядеть на фоне наводок.

Изменено 21 сентября, 2020 пользователем Lexter

[AlxL]

1 hour ago, IMXO said:

нет не так, если речь о батарейном питании и микроконтролерах, в спящем режиме потребление на уровне 0,1..10мкА.  с включенной периферией до 80мА , причем потребление нелинейно, и длится   1..20мс раз в 1с..5мин , те разница в потреблении в 3..4 порядка .

ни один мультиметр не успеет отследить потребление за 1..20мс, это под силу только осциллографам, с другой стороны динамический диапазон ЦО обычно 8бит те 256отсчетов , для измерения разницы в 3..4порядка  для точного измерения динамический диапазон ЦО нужен 16..20бит, с полосой пропускания 70-100МГц таких в природе нет , поэтому используют ЦО на 8..12бит с динамическим переключением диапазонов измерения.

но и ценник на них совершенно не гуманный.

а измерения проводятся на обычном токовом шунте.

Тот же Keithley DMM7510 умеет. Но цена...

Короче, я нашел как это делается, но это не мой уровень цен. Все просто. А так, без проблем.

Спасибо за советы тем не менее.

[IMXO]

14 минут назад, AlxL сказал:

Тот же Keithley DMM7510 умеет.

угу... полоса 50..100МГц это 500..1000MSPS/s , а но никак не 1MSPS/s, такшта мимо кассы...

Цитата

Скорость: 24 000 измерений в секунду. Подключение сигналов на передней и задней панели.
Скорость оцифровки сигналов напряжения и тока: от 10 квыб/с до 1 Мвыб/с.

и что вы там на измеряете, если скорость передачи того же блюпупа 2..24Мб/с

[AlxL]

19 minutes ago, IMXO said:

угу... полоса 50..100МГц это 500..1000MSPS/s , а но никак не 1MSPS/s, такшта мимо кассы...

и что вы там на измеряете, если скорость передачи того же блюпупа 2..24Мб/с

ну посмотрите сами, мне показалось, что неплохо все объяснили тут - https://www.tek.com/webinar/determining-power-consumption-and-battery-life-in-low-power--portable-iot--devices-webinar.

[IMXO]

реклама и реальность это две большие разницы и обе разные... ценник на нужные приборы примерно на порядок-два выше того что вы нашли.

 

[_abk_]

Исходя из вашего вопроса

12 hours ago, AlxL said:

какие образом измеряют с хорошей точностью потребление энергии платы/утройства. От наноампер до микро, больше не нужно... Самый надежный способ - просто взять батарейку и посмотреть за какое время она разрядится.

вряд ли в обозримом будущем это будет иметь для вас хоть какое-то значение.

Измеряйте миллиамперы и милливольты мультиметром или суммируйте потребление примененных компонентов по справочникам и  закону Ома. Для вас точность будет достаточная.

[LazyEd]

[musa56]

11 часов назад, Lexter сказал:

произведение потребляемого тока на напряжение питания.

Ну да немного ошибся. Забыл про напряжение. Но не думаю что автор имел ввиду именно энергию в джоулях. Просто не точность в формулировке

[AlxL]

8 hours ago, LazyEd said:

Да есть вот готовое:

1) https://www.msoon.com/online-store

2) https://www.joulescope.com/

3) https://www.eevblog.com/projects/ucurrent/

4) https://lowpowerlab.com/guide/currentranger/

[musa56]

5 минут назад, AlxL сказал:

Да есть вот готовое:

Ну и нафига вам это все. Глобально в чем задача? Понять на сколько хватит батарейки?

[IMXO]

угу...

 

[LazyEd]

1 час назад, AlxL сказал:

Да есть вот готовое:

Ну так пользуйтесь. Зачем вопросы задавать, если все знаете?

[AlxL]

2 hours ago, musa56 said:

Ну и нафига вам это все. Глобально в чем задача? Понять на сколько хватит батарейки?

В общем, да ) 

[Aronnax]

А может лучше в ювелиры??

[musa56]

42 минуты назад, AlxL сказал:

В общем, да

У батарейки есть такой параметр как емкость. Меряется в Ампер Часах. Гипотетически если поключить нагрузку в 1А на сколько хватит батарейки. Соответственно если емкость поделить на ток потребления вашего устройства получим время на которое хватит батарейки

[AlxL]

58 minutes ago, musa56 said:

У батарейки есть такой параметр как емкость. Меряется в Ампер Часах. Гипотетически если поключить нагрузку в 1А на сколько хватит батарейки. Соответственно если емкость поделить на ток потребления вашего устройства получим время на которое хватит батарейки

Да, это все понятно. Вопрос в этом самом токе потребления, который совсем не постоянный во времени.

В общем мне все понятно. Я знаю что мне нужно. Спасибо.