Kako meriti mikroAmp/nanoAmp potrošnju

[npejcic]

Danas sam imao nešto vremena pa sam doradio Firmware uređaja.
Noviteti su:

1. Više menija za prikaz merenih parametara, posebni "ekrani" kako bi se prikazala merenja sa krupnijim brojkama. Izmena prikaza vrši se kratkim pritiskom na enkoder (njegov taster)

2. Dodao sam i novo merenje, srednja vrednost "Average" koja meri struje (Hi i Lo) sa maksimalnim vremenom uzorkovanja (potrebno je još optimizacije)
Na posebnom displeju se prikazuje sumarna vrednost merenja, podeljena sa brojem uzoraka. Pritom se prikazuje i period u kome su urađena usrednjena merenja što je veoma korisno
ukoliko se radi na low-power potrošaču koji u određenom periodu potroši određenu količinu struje, pa ova vrednost može pomoći u analizi potrebne baterije.
Reset ovih vrednosti vrši se ukoliko u prikazu "Average" korisnik drži taster enkodera duže od 3 sekunde.
U prvom redu merenja je prikaz prosečne (srednje) struje, dok je u drugom redu prikaz vremena merenja u formatu HH:MM:SS

3. LED STLED0 prikazuje da li je Hi/Lo range trenutno.

Najnoviji firmware je postavljen na GIT.

Sve gorenapisano je podložno vašoj stručnoj proceni a pre svega da li je algoritam za ovu prosečnu potrošnju struje kako treba. Tu sam da diskutujemo, i ukoliko je potrebno, dodatno izmenimo algoritam.

[npejcic]

Radim ovih dana na algoritmu za "najispravnije" merenje potrošnje. Ideja je da se uradi integraljenje ADC merenja sa uzorkovanjem na 1ms, i tako dobije direktno potrošnja u Ah (mAh).

Naišao sam na jednu dobru, a jednostavnu, literaturu pa je postavljam ovde, možda još nekome bude interesantna. U dokumentu su prikazane dve preporučene metode merenja inženjera iz Texas Instruments-a za ULP (Ultra Low Power) uređaje.

http://files.iccmedia.com/magazines/basa...10-p11.pdf

[gorankg]

Završen danas analogni deo. Konačno sam uhvatio malo vremena da polemim ovo. Za vikend će biti valjda gotova i kontrolerska ploča pa idemo u test.
Nebojša, hvala još jednom!

[npejcic]

Gorane, super. Ja sam pravio pauzu jedno desetak dana, vratio se sa odmora i sve da počnem da privodim kraju "GUI" na ovom uređaju, ali nikako. Drago mi je da ću imati društo da je bar još neko od vas sklopio uređaj i kreće u testiranje Imaš na GIT-u poslednji kod, proveri obavezno sve što sam radio, možda to može bolje

Idemo dalje...

[gorankg]

Posle puno odlaganja uhvatio sam malo vremena i dovršio obe pločice. Sada pošto makina konačno radi, ići ćemo na neki test.
Nebojša, daj neki predlog kako dalje. Imao sam ideju da osposobim USB, da podatke sručim na računar pa da tu radim obradu. Šta misliš o tome?

[npejcic]

Evo i mene sa zakašnjenjem, decembar, gužva do "koske"...

Ideja da se uređaj konektuje na PC računar je odlična. Time bi se dobila mogućnost praćenja dinamičke potrošnje uređaja koga merimo u nekom vremenskom okviru, a sa druge strane i neka vrsta arhive koja može poslužiti za kasniju analizu.

Pitanje je da li ići sa HID komunikacijom ili VCP? Probao sam obe, stim da prva mi je zadavala muke oko descriptora, tako da ako se odlučiš za HID mogu ti poslati moja podešavanja.

[mikikg]

Ako vam bude trebao PC GUI i komunikacija sa MCU to mogu da vam odradim, pravim te programe samo tako

Evo malo sad sa OpenCV i C++, 45KB preveden program, CMake build skripta za sve OS, radi ko sat ...
Ovo radi sa 4 USB uredjaja istovremeno, jedna kamera, jedan GRBL i dva PIC-a, cak ima i stavka struja ...

[npejcic]

Miki svaka čast i hvala na ponudi. Zvaćemo u "pomoć" ako zatreba.

[npejcic]

Pogledajte šta sam pronašao Tema tek sada postaje aktuelna, a mi to razvili pre dve godine...
https://www.st.com/en/evaluation-tools/x...pm01a.html

Uređaj koji su oni predstavili ima prednost da ide od 1nA, ali je i limitiran na svega 50mA u dinamičnom modu. Što se tiče kompleksnosti izvođenja... uh, prilično je gusto pakovan. Naš uređaj je značajno jednostavniji.
U svakom slučaju, hardware koji su ponudili je veoma povoljan sa cenom ~61.66 € u Mouser-u.

[gorankg]

Ista stvar i kod Nordic:

https://www.nordicsemi.com/News/2020/12/...ler-Kit-II

Gledao sam i njega i ST i čini mi se da je PC aplikacija za Nordic bolja.

[ognjan]

Treba mi ovaj genijalni uređajčić !

Ima li neko gotov uredjaj da bi ga prodao, ili bar viska PCB, pa da pravim.... ?

[npejcic]

@ognjan Nažalost ja sam sve moje podelio... Ostao mi samo jedan uređaj za moje potrebe.

Projekat je kompletno Open source, ima fajlova na GIT-u, pa možda da izradiš?
https://github.com/yu3ma/mikroAmpMeter

[me[R]a]

Treba mi ovaj genijalni uređajčić !

  Ima li neko gotov uredjaj da bi ga prodao, ili bar viska PCB, pa da pravim.... ?

Evo zamoljen sam od @ddanijela, koji je saznao da @ognjan trazi ovaj uredja, da prenesem da je @ddanijel voljan da ustupi ceo komplet sa dve PCB i nesto kljucnih delova koje smo dobili nas nekoliko kao donaciju od @npejcic.
Ddanijel kaze da mi na PM dostavis telefon za Viber pa ce ti se on javiti da se dogovorite oko preuzimanja kompleta.

Isto moram da kazem da je clan @ddanijel banovan sa foruma i da mi je iskreno zao zbog toga jer je on neko koji moze samo da dopirinese i pomogne svojim znanjem i iskustvom da forum bude bolji i kvalitetniji.

[ognjan]

Treba mi ovaj genijalni uređajčić !

  Ima li neko gotov uredjaj da bi ga prodao, ili bar viska PCB, pa da pravim.... ?

Evo zamoljen sam od @ddanijela, koji je saznao da @ognjan trazi ovaj uredja, da prenesem da je @ddanijel voljan da ustupi ceo komplet sa dve PCB i nesto kljucnih delova koje smo dobili nas nekoliko kao donaciju od @npejcic.
Ddanijel kaze da mi na PM dostavis telefon za Viber pa ce ti se on javiti da se dogovorite oko preuzimanja kompleta.

Isto moram da kazem da je clan @ddanijel banovan sa foruma i da mi je iskreno zao zbog toga jer je on neko koji moze samo da dopirinese i pomogne svojim znanjem i iskustvom da forum bude bolji i kvalitetniji.

Zahvaljujem i tebi i ddanijel-u! Sa njim se "znam" jos sa ME yahoo liste, od prije 15+ godina, i zao mi je sto je banovan, mada nisam u toku te price uopste pa ne vidjeh ni gdje ni zasto je do toga doslo...

Poslao sam ti kontakt info na PM.

[ddanijel]

Ogy javljam ti se na viber pa ti saljem ovo posto ja za 2 godine nisam nasao za shodno da sastavim, a nije da mi nije trebalo. Cak sta vise trenutno bi mi zavrsilo odlican posao posto se nesto mlatim sa mcu+sim800 gde su struje ispod 1mA u standby sa povremenim pikovima i ovo bi mi super stvar zavrsilo ali vreme ne dozvoljava da sastavim ( a i nedostatak volje). Ovo ti saljem , a ako neko ima svoj da je sklopio i da hoce sklopljen da proda rad sam da platim lepu cifru za zavrsen modul.

[gorankg]

Ja isto treba da merim mcu+sim800 a Nebojšin sklop sam sastavio odavno, čak imam testirano i pisanje u flash čip koji je na pločici. Plan je bio da sve izmereno spakujem u flash pa da podatke prebacim na računar i tu obrađujem (labview ili sl.).
Poslednje što sam probao je bila varijanta da se taj flash, kad nabodeš uređaj u USB port računara, vidi kao mass storage pa da samo podatke iskopiram na PC. To nisam uspeo i mislim da je nemoguće sa MCU koji je na pločici zbog malo RAM-a. Mass storage je izvodljiv sa SD karticom.
Što se USB dela tiče, radi varijanta sa CDC i to sam probao.
E sad, svu tu gomilu koda treba srediti a vredelo bi zaista. Ja imam potrebe i volje ali juče stiže onaj RPi Pico i sad moram  njega da maltretiram malo.
Inače, veliki pozdrav za društvo sa stare ME grupe.

Dopuna mala. Nebojša je objavio čitav projekat a to znači da se pločice mogu raditi kod kitajaca. Dovoljno je uraditi i samo donju, analognu pločicu a za MCU deo može da se uzme bilo šta (black pill, nucleo, discovery...)

[ddanijel]

Ja trenutno kod mene na stolu imam esp32 + sim800 . Na esp32 skinut ams1117 i montiran mcp1700 i kompletno skinut cp2102 usb kontroler, i epilog toga je da kada se esp32 otera u deepsleep potrosnja je 9uA . Sto se tice sim800 on se nakon javljanja na mrezu i registracije potera u standby i tada mu je potrosnja oko 800uA tj 0.8mA sa povremenim pikovima do 60mA posto mora povremeno da posalje repetitoru da je i dalje tu. U principu 95% vremena je potrosnja 0.8mA sa sim800 uredno prijavljenim na mrezu, i sa esp32 u deepsleep koji je podesen da se instant budi kada sim800 primi poziv/sms i na RING pinu posalje signal. Ovo sto radim je opcija iskljucivo sms za slanje telemetrije sa lokacija gde nema wifi, a potrebno je na bat napajanju da radi mesecima bez potrebe da se menjaju/pune baterije.
Sa ovim Pejcicevim uA-metrom i logerom bi se dalo prilicno lepo izlogovati i imao bi se uvid na satnom nivou kada se uracunaju svi pikovi koja je srednja potrosnja. U principu loger je ok ako te zanima neka analiza u detalje, nisam propratio poslednji FW sto je Nebojsa odradio sta je sa time ali ako on moze da pokaze ukupnu potrosnju u proteklom vremenu i da pokaze min i max vrednost struje to je po meni sasvim dovoljno da nema potrebe ni za kakvom daljom analizom niti prebacivanjem podataka na pc.

[gorankg]

Moji rezultati nisu tako dobri kao tvoji a koncept nam je potpuno isti. Kod mene je samo PIC MCU i moraću ja bolje to da uradim. Sve se napaja sa 12V baterije pa posle nje imam lm2956 što izgleda nije dobra kombinacija.
Kako je napajanje realizovano kod tebe?

[ddanijel]

LiIon 1celijska (18650) 2500mAh direktno na sim800 (on radi od 3.4 do 4.3v) tako da je ovo idealno, a ovim naponom ide na esp32 na kome je mcp1700 LDO regulator izuzetnih performansi za ovakve namene. Znaci nikakvi pretvaraci dc-dc i slicno. Sa nekoliko 18650 ovo moze komotno mesecima da radi . Ako se trazi 12v input postoji i tu jedan trik koji moze da se primeni no otom potom, eventualno ako se ovo premesti u odgovarajucu temu da nastavimo dalje.

[npejcic]

Moji rezultati nisu tako dobri kao tvoji a koncept nam je potpuno isti. Kod mene je samo PIC MCU i moraću ja bolje to da uradim. Sve se napaja sa 12V baterije pa posle nje imam lm2956 što izgleda nije dobra kombinacija.
Kako je napajanje realizovano kod tebe?

Taj dc-dc buck je veoma loša opcija... danas već ima dosta različitih rešenja, jedno od najjeftinijih je recimo MCP16311 koji ima značajno bolje karakteristike u vidu quiescent current koja je značajno manja. 
Jedan od najboljih koje sam do sada koristio je LT3972, ali mu je i cena veoma lepa

https://www.analog.com/en/products/lt3972.html