Jump to content
AlxL

Как и чем измеряют потребление энергии утройства?

Recommended Posts

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вебинар «МЭМС-датчики ST для работы со звуком – новые возможности» (28.10.2020)

28 октября все желающие приглашаются для участия в вебинаре, посвященном семейству МЭМС-датчиков STMicroelectronics для акустических приложений. Предметом детального рассмотрения на вебинаре станут микрофоны, их топологии применения и возможности. Вы услышите о новых мультирежимных широкодиапазонных микрофонах с нижним портом и PDM-интерфейсом для систем с батарейным питанием.

Подробнее

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.

Edited by Lexter

Share this post


Link to post
Share on other sites

STM32L562E-DK – первая отладочная платформа ST на ядре ARM Cortex-M33

STMicroelectronics представляет демонстрационно-отладочную платформу на базе ядра Cortex-M33 – STM32L562E-DK. Данная платформа основана на микроконтроллере нового семейства – STM32L5. STM32L562E-DK позволяет разработчику в полной мере раскрыть и опробовать новые возможности микроконтроллеров STM32L5 с тщательно проработанным функционалом для обеспечения высокого уровня безопасности и защиты.

Подробнее

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Тест уровня кондуктивной помехи электронного устройства

Электромагнитная совместимость (ЭМС) является важным параметром электронных устройств, особенно это актуально в современном мире, насыщенном разнообразными гаджетами. Специалисты компании Mornsun подготовили видеоролик по тестированию одной из составляющих ЭМС – кондуктивной помехи.

Подробнее

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... /

Share this post


Link to post
Share on other sites
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. :D

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.

Edited by Lexter

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Edited by Lexter

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

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

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites
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

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 минут назад, AlxL сказал:

Да есть вот готовое:

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, AlxL сказал:

Да есть вот готовое:

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, musa56 said:

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

В общем, да ) 

Share this post


Link to post
Share on other sites
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

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You are posting as a guest. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

×
×
  • Create New...