Đo lường nguồn cung cấp chu kỳ thấp

Tôi đang cố gắng đo mức trung bình hiện tại của chu kỳ nhiệm vụ thấp, thiết bị hiện tại thấp.

Ví dụ: thiết bị Bluetooth Low-Energy có thể thu được 16 mA trong quá trình truyền radio (trong một phần nghìn giây hoặc lâu hơn) và dòng điện nền / không hoạt động vào thời điểm khác, giả sử là 3 uA.

Những truyền này xảy ra không thường xuyên. Vì vậy, việc đọc hiện tại với DMM cập nhật mỗi giây một lần sẽ đọc sai, vì DMM không có bộ lọc khử bí danh thích hợp, do đó việc đọc phụ thuộc vào việc một hoặc hai lần truyền vô tuyến xảy ra trong giai đoạn lấy mẫu của DMM.

Để đo dòng điện này, tôi đã sử dụng một mạch được thiết kế tùy chỉnh, một shunt bên ngoài có RC trên nó, trong đó RC được đặt thành vài giây. Sau đó, tôi đo trên "C" trên dải điện áp thấp của vôn kế.

Có bất kỳ ampe kế với bộ lọc chống bí danh thích hợp? Tôi đã thử Keithley sourcemeter và HP34401 mét, và cả hai sẽ không làm điều đó. (Keithley có chế độ đo hiện tại được kích hoạt, ít nhất là cho số đọc ổn định, nhưng điều này sẽ không cho số đọc trung bình chính xác.)

Đây là một vấn đề khó khăn. Những gì tôi đã làm trong quá khứ là đo dòng điện trong sự kiện dòng điện cao ngắn bằng cách sử dụng đầu dò hiện tại trên máy hiện sóng. Trong trường hợp của tôi, hồ sơ hiện tại là giống nhau mỗi xung. Vì vậy, sau đó tôi tích hợp để tìm ra có bao nhiêu coulomb mỗi xung. Sau đó, tôi chỉ có thể đếm các xung. Trong trường hợp của tôi, mức tiêu thụ hiện tại ở giữa các xung không có nhiều khác biệt đối với tuổi thọ pin (đó là điều tôi đang cố gắng tìm ra), vì vậy tôi có thể bỏ qua nó. Nhưng bạn nên tính toán để chắc chắn. Một ampe kế sẽ tốt để đo dòng giữa các xung.

Nếu các xung hiện tại của bạn có thể thay đổi về chiều dài hoặc biên độ, phương pháp này có thể không hoạt động tốt.

Một ý tưởng khác là sử dụng pin sạc có dung lượng đã biết và đo thời gian cho đến khi pin đạt đến ngưỡng kết thúc (bạn có thể đăng nhập VBAT bằng vôn kế đăng nhập). Đây có lẽ là những gì bạn đang cố gắng tìm ra dù sao, phải không, thời lượng pin? Trong mọi trường hợp, nếu bạn sử dụng pin nhỏ, điều đó có thể cho phép bạn nhận được câu trả lời hợp lý trong khung thời gian hợp lý, miễn là pin có thể cung cấp dòng xung mà không giảm quá mức.

Điều cần xem xét là sự biến đổi của dòng điện với điện áp (trong trường hợp của tôi là dòng điện không đổi, nhưng nếu bạn có bộ biến đổi DC-DC thì nó có thể giống như công suất không đổi).

Chúc may mắn.

Tôi làm một cái gì đó tương tự, nhưng sử dụng một bộ lọc trên chính nguồn cung cấp năng lượng.

Kết nối một tụ điện lớn để cung cấp cho thiết bị và một điện trở đáng kể giữa nguồn điện bên ngoài và tụ điện. Bây giờ đo dòng điện qua điện trở, tôi sử dụng một vạn năng thông thường trên thang đo 2 mA.

Chọn R để giảm 0,25 volt ở dòng trung bình dự kiến ​​của bạn và sau đó C trong hằng số thời gian có thể gấp 10 lần chiều dài chu kỳ ngủ / thức của vi mô của bạn. Tôi nghĩ rằng tôi đã sử dụng 10.000 uF và một vài kOhm.

Để khởi động và nhấp nháy nếu vi điều khiển, bạn sẽ cần bỏ qua điện trở hoặc kết nối giá trị thấp hơn nhiều song song, nếu không điện áp cung cấp sẽ giảm quá nhiều. Điều tốt đẹp là bạn có thể làm điều này mà không làm gián đoạn nguồn cung. Sau đó, khi nó đang ngủ một cách an toàn, loại bỏ các clip cá sấu trên điện trở loạt.

Nếu bạn biết rằng hai tình huống duy nhất là TX -> 16mA và NOTX -> 3uA và bạn có thể thực hiện phép đo chính xác trong hai trường hợp đó, thì bạn có thể xử lý một hệ thống chỉ đơn giản là đo chu kỳ nhiệm vụ của quy trình.

Đặc biệt, nếu bạn tích lũy tổng thời gian TX $T_{TX}$ trong một thời gian dài hơn nhiều $T$ trong đó $N$ các sự kiện truyền được kích hoạt bạn có thể tính toán dòng trung bình là:

Lưu ý rằng $N$nên lớn nếu sự kiện truyền đơn không có thời lượng cố định. Nhiều hơn$N$ càng lớn càng chính xác $I_{avg}$sẽ là. Điều này không quá khó: thậm chí một bảng Arduino có thể được lập trình để đo thời gian dài, chỉ cần kết nối mạch đệm giữa điện trở cảm giác hiện tại của bạn và ADC MCU, sau đó thăm dò liên tục cho đến khi bạn phát hiện dòng điện tăng vọt (bật TX) . Nếu thời gian chuyển đổi ADC quá chậm, bạn có thể kết nối một bộ so sánh tương tự với điện trở cảm giác của mình và sử dụng đầu ra của nó làm đầu vào kỹ thuật số trên MCU, sau đó thăm dò nó liên tục. Vấn đề duy nhất là thực hiện đủ các cuộc thăm dò mỗi giây để có thời gian đọc chính xác, nhưng nếu các sự kiện truyền của bạn tương đối dài so với thời gian bỏ phiếu, thì bạn sẽ ổn.