professionele ampere meter voor hele kleine stromen

wij ontwikkelen veel batterij gevoede applicaties die jaren mee moeten gaan. Hiervoor optimaliseren wij onze microcontrollers zo dat ze zoveel mogelijk in slaap zijn, zodat ze een rust stroom hebben van enkele micro of zelfs nano Ampères. Omdat deze applicaties vaak ook een RF stuk aan boord hebben of een backlight is het stroom verbuik dus periodiek heel kort stondig ook wel eens in de orde van 20mA.
We hebben tot nu toe nog nooit echt een commerciële meter gevonden, die dit goed kan meten. We hebben wat zelf bouw meters ontwikkeld die zelf slim schakelen tussen verschillende meet bereiken, maar dit is het allemaal net niet. Zijn er hier mensen die in dezelfde low power ontwikkeling zitten? Hoe meten jullie?
Daarnaast zit je vaak ook nog met het probleem dat een netvoeding zich niet realistisch gedraagt als een batterij die op t eind van zijn latijn is. Dan stort de spanning bij het minste of geringste stroom verbruik in.
Graag jullie tips/ervaringen.

Arco

Special Member

Als de batterijspanning bij de geringste belasting instort, dan is die batterij al lang voorbij het punt waarop 'ie vervangen had moeten worden...
Wij berekenen meestal wat het gebruik is. Uit de datasheets kun je halen wat bepaalde componenten in worst-case gebruiken. Als je dat aanhoudt, zit je altijd goed.
Snel wisselende stromen met enorme verschillen zijn nu eenmaal niet (goed) te meten...

[Bericht gewijzigd door Arco op dinsdag 5 juni 2012 16:47:47 (46%)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Kijk eens naar deze voorzetschakeling: http://www.eevblog.com/projects/ucurrent/
Hij levert ze af en toe kant en klaar, maar die zijn blijkbaar binnen een paar uur uitverkocht. Zelfbouw is een optie.

Berekenen is een grove schatting vooraf, maar dan is het ook maar hopen dat alles klopt, je precies het aantal rf berichten weet. Daarnaast heb je aan een schatting vrij weinig in een testrapport.

Iemand ervaring met de battery simulators van keithley?

[Bericht gewijzigd door Stijnos op dinsdag 5 juni 2012 17:17:08 (13%)

RAAF12

Golden Member

Ik snap niet waarom je dure apparatuur wilt kopen als het probleem

Op 5 juni 2012 16:31:44 schreef Stijnos:
wij ontwikkelen veel batterij gevoede applicaties die jaren mee moeten gaan.

blijkbaar is dat de accuduur (te) kort is. Dan zoek je de beste accu (lithium?) die beschikbaar is.

@RAAF12: al heb je de beste batterij, dan nog wil je het energieverbruik meten, en zien wat er gebeurt als je bepaalde dingen aanpast in je schakeling. Elke microampere bespaard verlengt je levensduur.

Stijnos, voor het testen van het energieverbruik van low-power batterijgevoede gebruik ik meestal de Agilent 34410a, die heeft een 100.0000 uA bereik waarmee je dus een uitlezing hebt op tienden nanoamperes.
Bij wisselend energieverbruik meet ik de stroom in rust, en de stroom bij de belasting(en). Om een goede indruk te krijgen van hoeveel tijd er in elke situatie gespendeerd wordt kun je een kleine weerstand in de voedingslijn opnemen en met de oscilloscoop een plaatje maken van het stroomverbruik over de tijd. Daarmee kun je een behoorlijke voorspelling doen van de batterijlevensduur.

Helemaal automatisch is het niet, maar omdat je de schakeling zelf gemaakt hebt en weet wanneer hij wat aan het doen is kun je zo een goed inzicht krijgen.

rbeckers

Overleden

Twee meters gebruiken, een 20mA meter en daar parallel aan een zes cijferige voltmeter.

Op 5 juni 2012 16:54:24 schreef jojo:
Kijk eens naar deze voorzetschakeling: http://www.eevblog.com/projects/ucurrent/
Hij levert ze af en toe kant en klaar, maar die zijn blijkbaar binnen een paar uur uitverkocht. Zelfbouw is een optie.

Misschien leuk om eens een IA op te zetten om zelf zo'n ding te maken.
Ik heb wel interesse.

@Stijnos, Ik ben op mijn werk nu ook bezig met een low power applicatie en loop tegen dezelfde problemen aan.
Standby 1,7µA, running 21µA en dan 1x per kwartier schrijven naar eeprom, dat kost 3mA maar duurt maar 60µS.
Al rekenend kun je wel de lifetime v/d batterij uitreken, maar ik zou nu wel eens over 24uur willen zien wat er totaal is verbruikt in die tijd.
Zeker als de batterij bijna leeg is en de 3mA moet worden geleverd wil de applicatie nog wel eens in de brownout gaan en dus resetten.
Mijn applicatie hoeft maar een week(of 2) te werken op een CR2032. Applicatie is nog niet af dus de praktijk moet het nog allemaal uitwijzen......

benleentje

Golden Member

Een IA lijkt wel me interessant het is zeker een handig meetapparaatje.

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.

Ik denk dat het altijd wat gerommel blijft, maar je zou een condensator met een bekende capaciteit kunnen gebruiken, en de spanning kunnen meten, dat lijkt me nauwkeuriger dan de stroom direct meten.

Als je de spanningsval over een shunt meet en dat integreert, waarbij die spanningsval een groot deel van de tijd heel erg laag is, loop je het risico een meetfout (offset) te integreren, met een grote afwijking als gevolg. Met een condensator als voeding doet die min of meer de integratie. Je moet dan natuurlijk wel oppassen met de interne lek van de condensator en de,impedantie van de voltmeter, als je die constant aangesloten laat.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

die truuk hebben we nu in 1 van de 2 meters. Een precisie condensator die wordt opgeladen tot een bekende spanning. Door deze oplaad tijd exact te meten kunnen we de gemiddelde stroom herleiden.
Maar ik kon me niet echt voorstellen dat er niks commercieels voor is.

Op 6 juni 2012 08:23:38 schreef Stijnos:
die truuk hebben we nu in 1 van de 2 meters. Een precisie condensator die wordt opgeladen tot een bekende spanning. Door deze oplaad tijd exact te meten kunnen we de gemiddelde stroom herleiden.

Je voedt de schakeling dus met je opgeladen condensator ipv met een batterij?
In dat geval is je voedingsspanning toch niet constant door de RC curve en zal die steeds lager worden waardoor je geen betrouwbare afspiegeling hebt van het stroomgebruik bij een batterijvoeding.
Of meet je maar gedurende korte tijd waardoor de spanningsdaling te verwaarlozen is?

nee hij wordt niet gevoed door die condensator, die laad alleen op met de shunt spanning

free_electron

Silicon Member

Ja daar is aparatuur voor.
Ofwel een picoamperemeter van keithley , of, nog better een communication source.

Een communication source is een speciale voeding die zich gedraagt als en batterij. Je haalt jouw batterij weg , programmeert de voeding op de batterijspecificatie ( zoveel volt vol , zoveel leeg, zoveel mah en batterij type )
De voeding emuleert de batterij inclusief ontlading.
En die voeding heeft een speciale meeteenheid aan boord die je de stroom over een heel groot dynamisch bereik kan tonen. Er zit een uitgang op voor een scoop en ze heeft zelf een recorder aan boord die je via gpib kan dumpen.
Bij het ontwikkelen van onze bluetooth chips hebben we die gebruikt.
Je ka perfect van nanoampere ( dep sleep ) naar powerup , rf receive, transmit , low poer , sleep , deep sleep de curve volgen.
Die voeding reageert zeer snel. En kan zeer snel meten.

Keithley heeft dat en agilent ook.

http://www.keithley.com/products/dcac/highspeedpower/battery

http://www.home.agilent.com/agilent/product.jspx?cc=US&lc=eng&ckey=100…

Voila. Daar heb je meer dan 10 modellen... En ze meten allemaal in het nanoampere bereik. Die dingen zijn daar voor gebouwd.

Professioneel ElectronenTemmer - siliconvalleygarage.com - De voltooid verleden tijd van 'halfgeleider' is 'zand' ... US 8,032,693 / US 7,714,746 / US 7,355,303 / US 7,098,557 / US 6,762,632 / EP 1804159 - Real programmers write Hex into ROM

Op 5 juni 2012 16:54:24 schreef jojo:
Kijk eens naar deze voorzetschakeling: http://www.eevblog.com/projects/ucurrent/
Hij levert ze af en toe kant en klaar, maar die zijn blijkbaar binnen een paar uur uitverkocht. Zelfbouw is een optie.

Het heeft even geduurd, maar de inkoop actie voor de eevblog.com µcurrent meter is opgestart.
http://samenkopen.net/action/586019
Wel allemaal meedoen anders komen we niet aan het minimaal aantal.

Henk H.

Golden Member

Misschien loop ik al (ver) vooruit, maar waar denk je qua all-in prijs op uit te komen, als je het minimum van 20 deelnemers weet te halen ? Als je een voorlopige richtprijs kan geven wekt dat wellicht wat meer interesse.

Ik heb zoiets (nu) niet nodig, maar voor een bescheiden prijs zou ik zeker geïnteresseerd zijn.

De prijs is en blijft zoals hij nu is, maar om de verzendkosten van verschillende leveranciers te kunnen spreiden heb ik zo'n 20 deelnemers nodig.
Je hoeft hem nu niet te kopen, je kan ook wachten totdat eevblog.com hem weer op voorraad heeft en dan daar bestellen voor AU$54.50 (€45,73).

Lijkt me beter dat we deze vragen op het forum v/d inkoop actie te doen anders krijg ik ruzie met de mods hier.

@free, blijkbaar gaat iedereen langs je post heen...
Leuk spul die communication sources. Wat kost zoiets grofweg?

Moet het bedrijfsmatig, dan zou ik niet zelf gaan knutselen, schiet niet echt op, kost een hoop tijd (dus ook geld), dat wordt vaak even vergeten.

1-st law of Henri: De wet van behoud van ellende. 2-nd law of Henri: Ellende komt nooit alleen.

Op 17 juli 2012 23:04:04 schreef henri62:
@free, blijkbaar gaat iedereen langs je post heen...
Leuk spul die communication sources. Wat kost zoiets grofweg?

Moet het bedrijfsmatig, dan zou ik niet zelf gaan knutselen, schiet niet echt op, kost een hoop tijd (dus ook geld), dat wordt vaak even vergeten.

Het speelgoed van free kennende, zitten er meer getalletjes in de prijs dan vingers aan de hand van de gemiddelde nederlander.

Zo goed als het vroeger was, is het nooit geweest.

Als het voor bedrijfsmatig gebruik is, valt het nog te overwegen om een kant en klare te kopen. Een typical configuration kost 3000usd http://www.home.agilent.com/agilent/product.jspx?nid=-35489.536881817.…
Je mag dus anderhalve vinger kwijt zijn aan vuurwerk..

[Bericht gewijzigd door MAH op woensdag 18 juli 2012 02:41:46 (11%)

Every machine is a smoke machine if you operate it wrong enough
free_electron

Silicon Member

die microcurrent dingen kunnen niet autorangen. dus daar is stijnos niks mee. hij heeft een immens groot dynamic range nodig.
hij gaat van 1 microampere naar 1 ampere en terug naar 1 micoampere... je hebt dus iets nodig met minstens 6 a 7 degitis om dat te vangen zonder te moeten range switchen...

ik was een paar weken terug op de agilant scopeday ( voormiddag scoops en namiddag spectrum analyzers ) en ze hadden zo een comms source staan ( nieuw model met ingebouwde scoop die je de waveform meteen laat zien)
ik heb er een filmpje van gemaakt. moet ik eens posten.
heel interessant spul. Maar niet goedkoop...

Professioneel ElectronenTemmer - siliconvalleygarage.com - De voltooid verleden tijd van 'halfgeleider' is 'zand' ... US 8,032,693 / US 7,714,746 / US 7,355,303 / US 7,098,557 / US 6,762,632 / EP 1804159 - Real programmers write Hex into ROM

De Agilent 66309B bijvoorbeeld is inderdaad een leuk ding. Maar ook daar lees ik een accuracy spec van "0.1% + 2.5 µA" in het lage bereik.
Wellicht is een combinatie van die communications source, samen met die uCurrent voor de lage bereiken interessant.

fred101

Golden Member

Die communication source, is dat een andere naam voor een source meter ?

Je kan naruurlijk zelf ook een source meter achtige opstllimg maken. Als je een voeding met sense hebt kun je de sense tussen shunt ( of stroommeter) en schakeling hangen. Je hebt geen last meer van de burden spanning en bij omschakelen naar een ander bereik volgt de voeding gewoon.

Ik zou zelf shunt gebruiken die dusdanig groot is dat je met bv een 6,5 digit meter nog genoeg resolutie hebt voor de kleinste stroom, maar wel zo dat de maximale stroom nog binnen het spanningbereik van de voeding valt. Als de stroom hoger wordt gaat de spanning omhoog zodat er na de shunt nog steeds de ingestelde spanning staat.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
Henry S.

Moderator

Die actie loopt op SK, niet hier. Carpin heeft een argument met 2N3055 buiten het forum, en dat houden we ook zo. Of Carpin dan wel of niet een punt heeft doet er niet toe, die discussie hou je daar, niet hier.

73's de PA2HS - ik ben een radiohead, De 2019 CO labvoeding.