Kako meriti mikroAmp/nanoAmp potrošnju

[me[R]a]

Ovo je odlicna tema, mozda ne mogu znacajno da pomognem u razvijanju gotovog sklopa ali cu biti sigurno neko ko ce da pravi takav sklop i da ga svesrdno testira...

  Da li želiš da tebe zaplaniram za jedan set?

Ako nije popunjena kvota ja sam zainteresovan za jedan set....

[Dragan100]

2,5A monitoring
INA250A2 GAIN 500mV/A na njegov izlaz OPA340 GAIN 2x : 2,5A--->2V5, Allert_HI sa komparatorom, Threshold 2V5 (ili neki drugi REF napon, u shemici je to 2V0)

5mA monitoring
INA250A4 GAIN 2000mV/A onda ide OPA340 GAIN 250x : 5mA--->2V5, takodjer Allert_LO sa komparatorom

Adjust izlaznih offseta, ako jih na kraju ima.
Monitoring je bez preklapanja analogije, internim preciznim shuntovima, u shemi su to 2x 2mR serijski vezana, Burden voltage sad kod 2,5App = 10mV Zerro-drift,...
Moglo bi se tako postaviti i treče/izmedu monitoriranje, da nemamo tako velikog preskoka.
Vrednosti elemenata su na cca, protekcije treba dodati...itd

"Diskretnost" Macoline ideje ICjevima :-)
Na brzinu sam pogledao cene kod Digikey-a, 20USD ICji+boranja i trimmpotovi

[veselinovic]

Nebojsa,
i ja sam zainteresovan za jedan primjerak.
Ako treba pomoc za eagle tu sam.

[npejcic]

2,5A monitoring
INA250A2 GAIN 500mV/A na njegov izlaz OPA340 GAIN 2x : 2,5A--->2V5, Allert_HI sa komparatorom, Threshold 2V5 (ili neki drugi REF napon, u shemici je to 2V0)

5mA monitoring
INA250A4 GAIN 2000mV/A onda ide OPA340 GAIN 250x : 5mA--->2V5, takodjer Allert_LO sa komparatorom

Adjust izlaznih offseta, ako jih na kraju ima.
Monitoring je bez preklapanja analogije, internim preciznim shuntovima, u shemi su to 2x 2mR serijski vezana, Burden voltage sad kod 2,5App = 10mV Zerro-drift,...
Moglo bi se tako postaviti i treče/izmedu monitoriranje, da nemamo tako velikog preskoka.
Vrednosti elemenata su na cca, protekcije treba dodati...itd

"Diskretnost" Macoline ideje ICjevima :-)
Na brzinu sam pogledao cene kod Digikey-a, 20USD ICji+boranja i trimmpotovi

Ovo je odlično!
Nema druge, moramo da pravimo oba rešenja!

[npejcic]

Nebojsa,
i ja sam zainteresovan za jedan primjerak.
Ako treba pomoc za eagle tu sam.

Odlično, spisak za setove je sledeći:

1. GoranKg
2. Gimba
3. YuMera
4. DDanijel
5. Veselinovic

Nadam se da nikoga nisam izostavio...

[npejcic]

Nebojsa, da li si razmisljao o touch screen-u umesto oleda i enkodera? Ima Nextion za male pare, a lako se programiraju. Mogu da ti posaljem jedan za razvoj ako to pije vodu.

Jesam, ali nabavka tih displeja i cene su značajno veće. Da ne pričam o vremenu potrebnom da napravimo GUI
Ovaj "mališa" je sasvim dovoljan za to što nama treba, a kako je grafički, moguće je dosta toga sa njim. Cena oko 1.8$
https://www.aliexpress.com/item/new-orig...54912.html

Ali, predvideo sam jedan UART za debug i ubaciću još jedan pošto imamo višak pinova za Nextion tako da je moguće povezati i ovaj displej.
Kako će biti DIY projekat i Open Source, verujem da će neko već naći vremena za ovu implementaciju.

Što se tiče Nextion-a imam i ja jedan od 2.8" kod sebe, ako bude zatrebalo. Hvala na ponudi

[ddanijel]

Macolino resenje je odlicno, genijalno zamisljeno. Sa druge strane INA250Ax je puno kompaktnije, redni shent u njima jako mali sto znaci zanemarljiv pad napona tako da moze komotno 2-3 takva kola redno da se povezu kao sto je i predlozio Dragan100, a nisu nesto preterano skupa ( u mouseru reda 2.5e komadno). Ja licno bih isao na 3x INA250Ax u varijanti da se isteraju 3 ultra precizna opsega, s'tim da poslednji opseg bude bar 5A, cime se dobija odlicna sprava za relativno sitan novac.
Sto se tice oled displaya glasam za njih ali 1.3'' verziju. Neznatno skuplje, a prilicno krupniji prikaz, sto za nas preko 4banke olaksava vidljivost . Radio sam sa oba i ovaj 1.3 mi je favorit. Rotary encoder onaj sa klikom je odlicno resenje za setanje po meniju i podesavanja/potvrde tako da tu ne bih nista dodao.
Obavezno bih dodao merenje napona izvora jer onda softverski moze da se odradi i prikaz potrosnje , trenutne i akumulirane u watima. Cak sta vise ako bi se za merenje napona izveo poseban izvod u vidu stipaljke koji bi isao direktno na izvor (cime bi se eliminisao pad napona na kablovima) moglo bi da se prikazuje i vrednost unutrasnjeg otpora izvora (po padu napona pri razlicitim strujama) , sto je itekako bitan podatak za baterije.

[gorankg]

Ali, predvideo sam jedan UART za debug i ubaciću još jedan pošto imamo višak pinova za Nextion tako da je moguće povezati i ovaj displej.
Kako će biti DIY projekat i Open Source, verujem da će neko već naći vremena za ovu implementaciju.

Ostavi taj jedan UART za rezervu. Moze i Nextion a moze i da se ubaci da sniffuje komunikaciju izmedju modema i kontrolera. Moze da se ostavi DUT vise dana i tacno imas sta je u kom momentu radio a pri tom belezis i potrosnju.
Ostavi i neki GPIO. Ako DUT ima spoljne alarme da mogu i oni da se okidaju.

[Macola]

Pitam se da li ste ikad radili sa naponima manjim od 10mV i rezolucijom preko 16 bit za taj napon?
Da l to hoćete reći da će INA250 korektno pojačati 2nV pri 1uA kroz šent od 2mohm?

Pri čitavih 1mA je na 2 miliohm tek 1uV!
1uV je u zoni šuma i najboljih amps!

Mora biti da se šalite...

P.S.

Mislite li da sam slučajno upotrebio čitav 1K za aktivni šent opsega od 0-5000uA?

Nisam slučajno :-)

P.P.S.

Termo naponi između kalaja i pcb su veći od 100uV na sobnoj temperaturi

[Macola]

Kada izvučete 16 efektivnih bita iz 10mV opsega i da vam to ne zavisi od promene temperature ambijenta, javite mi se da vas vodim na gala ručak u najskuplji restoran.

[ddanijel]

Nisam se udubljivao u pdf za INA , makar i meni je bilo sumnjivo. Realno odlicno je kolo ali za male struje sa 2mOhma zaista mi bilo cudno ali reko da ne talasam .

[Macola]

Evo dorađenog sklopa koji može raditi sa op-amps koji imaju klamp diode na ulazima.


  2range_curr_2_1.pdf (Size: 13,89 KB / Downloads: 33)


Dakle, da se odmah razumemo (pošto nemam odgovarajućih oznaka u LT spice a volim da crtam šeme baš u njemu):

- Svi op-amps su OPA187(2187, 4187), po Nebojšinom izboru, što podržavam jer se radi o top top klasi op-amp.

- Jedinice U7, U8 i U9 su neki referentni IC za 2,5V po vašem izboru (ako im treba C za stabilnost dodati).
Što bolji referent to precizniji trenutak saturacije niskog ranga i precizniji limiteri izlaza. To u suštini i ne mora biti posebno precizno ako se sve vreme prate oba ADC kanala.
U opsegu reda 1mA pa do 5mA oba kanala ADC vide vrlo upotrebljiv rezultat te granica saturacije low opsega i ne mora biti baš na 5.0mA... Praćenjem oba kanala ćemo lako znati kad je low opseg saturirao.

- Od troškova je najskuplji dobar šent od 20 milioma, sa malo ppm, uporediv sa četvorostrukim OPA4187 ili skuplje.
Mogao bi i 22 miliohm ali se onda mora promeniti vrednost R7 i R10 na zbirno 56.82K.

U ovom sklopu je najmanji koristan napon 1mV pri 1uA na aktivnom šentu R2.
1mV je daleko iznad granice šuma dobrih op-amps i pristojno vidljiv za solidan ADC.
Termonaponi na prelazima između različitih metala na sklopu (lemovi etc...) su daleko ispod tog jednog mV i neće praviti ozbiljne probleme.

Poželjno je sledeće otpornike izabrati u visokoj klasi kvaliteta, male tolerancije i malo ppm drifta (prema džepu i očekivanim rezultatima):
- R1, R2,R6, R7, R11 i R12.

Kondenzatori: C1, C2 i C6 se biraju sa malom strujom curenja.

Kelvin konekcija na R1!

Sve komponente koje su na ulazima op-amps trebaju biti što bliže tim ulazima, a drugi krajevi mogu imati dužu pcb.

Toliko.

P.S.

Preciznost ove naprave će vam isključivo zavisiti od kvaliteta pasivnih komponenti (otpornika) i delom od rutovanja vodova ka ulazima U1 i U1.
OPA187 je daleko iznad mogućnosti pasivnih komponenti u normalnom cenovnom opsegu.

[Macola]

Nisam se udubljivao u pdf za INA , makar i meni je bilo sumnjivo. Realno odlicno je kolo ali za male struje sa 2mOhma zaista mi bilo cudno ali reko da ne talasam .

Odličan je to čip samo je realno dobro upotrebljiv tek kad na šentu bude bar 100uV.
Onda neće ništa da talasa zbog termonapona i šumova, sa podrazumevanom vrhunskom obradom signala iza njih.

Iz njegovog DS:

"– Offset Current: 50 mA (Max, INA250A2)"

[Macola]

@Dragan100,

Prijatelju, verujem da si se fokusirao na obradu signala iza INA250, koji je neosporno odličan čip za male pare, ali si verovatno smetnuo sa uma da treba meriti sleep potrošnju modula koja je u rangu 1-2uA.

Nema veze.
Ono sa dva ili više INA250 je jako dobro primenljivo za opsege struja od par desetina mA pa do 15A i nekom će sigurno korisno zatrebati.

LP prijatelju

[Khadgar2007]

Meni je palo na pamet gledajući ovu temu i imajući zadnjih tjedan dana problema oko jednog kineskog AV metra, da se napravi jedan forumski AV metar sa nekim malim OLED ekrančićem, recimo strujni opseg od 1mA do nekih 10A, a napon do 100V a može i jedan do 1kV.

Ključno bi bilo da je cijenovno povoljno da može zamijeniti kineske LED instrumente.Naravno da se sa 2$ po instrumentu ne možemo natjecati ali recimo da dijelovi dođu do nekih 20$ sa tendencijom što manje to bolje.
Znači jedan budget AV metar sa pripadajućim performansama.

Mogu otvoriti novu temu pa kada se iskristalizira riješenje pobrinuti se da se nacrta PCB.

[vojinilic]

Sad se setih. Pogledajte AD konvertor ADS 1292. Njega sam skoro koristio za 4-zicnu U/I metodu merenja malih promena otpornosti. Merio sam promene ispod 1mOhm i mogu vam reci da to bas dobro radi. Imao sam naravno otpornicke dekade koje su skupe ko djavo i na osnovu njih i referentnog uredjaja vrsio kalibraciju i testiranje mog.

[Dragan100]

@Dragan100,

Prijatelju, verujem da si se fokusirao na obradu signala iza INA250, koji je neosporno odličan čip za male pare, ali si verovatno smetnuo sa uma da treba meriti sleep potrošnju modula koja je u rangu 1-2uA.

Nema veze.
Ono sa dva ili više INA250 je jako dobro primenljivo za opsege struja od par desetina mA pa do 15A i nekom će sigurno korisno zatrebati.

LP prijatelju

Hvala @Macola,
nekako se zaboravilo struje ispod 1mA, offset INA250A4 iako sa 2V/A GAINa ima i vrlo nizak offset i nizak ulazni naponski šum ali za struje ranga 100uA ili niže ne dolazi u izbor.
Fokusirao sam se previše na zgusnutu gradju PCBja...
Treba iči kod monitoringa LOW svakako na transimpendantni amp, tvojeg prijedloga.

Vezano na shemu iz tvog prijašnjeg posta #72


Možda preterujem, ali vidim možda problem u izlaznom offsetu U1
OPA381?
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa2381.pdf
Za HIGH opet se vračam do INA250 ili INA260 sa več integriranim interfaceom monitoringa zbog integrisanog Shunta.

Macola, tvoje odlično i jednostavno rešenje samo proširujem, nije da se mešam u tvoj koncept

LP
prijatelju!

[veselinovic]

Ako se ovako star nisam negdje zeznuo to je to.
Ostaje plocica, a prije plocice dilema.
Staviti neki Blue Pill i displej na osnovni PCB ili raditi odvojeno, isto i za napajanje.

[Macola]

@Dragan100,

Prijatelju, verujem da si se fokusirao na obradu signala iza INA250, koji je neosporno odličan čip za male pare, ali si verovatno smetnuo sa uma da treba meriti sleep potrošnju modula koja je u rangu 1-2uA.

Nema veze.
Ono sa dva ili više INA250 je jako dobro primenljivo za opsege struja od par desetina mA pa do 15A i nekom će sigurno korisno zatrebati.

LP prijatelju

Hvala @Macola,
nekako se zaboravilo struje ispod 1mA, offset INA250A4 iako sa 2V/A GAINa ima i vrlo nizak offset i nizak ulazni naponski šum ali za struje ranga 100uA ili niže ne dolazi u izbor.
Fokusirao sam se previše na zgusnutu gradju PCBja...
Treba iči kod monitoringa LOW svakako na transimpendantni amp, tvojeg prijedloga.

Vezano na shemu iz tvog prijašnjeg posta #72


Možda preterujem, ali vidim možda problem u izlaznom offsetu U1
OPA381?
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa2381.pdf
Za HIGH opet se vračam do INA250 ili INA260 sa več integriranim interfaceom monitoringa zbog integrisanog Shunta.

Macola, tvoje odlično i jednostavno rešenje samo proširujem, nije da se mešam u tvoj koncept

LP
prijatelju!

Dragane,

OPA187 je jezivo dobar op-amp, da se ne može poželeti bolji!
Pogledaj preliminarno:

"1 Features
1• Low Offset Voltage: 10 µV (maximum)
• Zero Drift: 0.001 µV/°C
• Low Noise: 15 nV/√Hz
• PSRR: 160 dB
• CMRR: 140 dB
• AOL: 160 dB
• Quiescent Current: 100 µA
• Wide Supply Voltage: ±2.25 V to ±18 V
• Rail-to-Rail Output Operation
• Input Includes Negative Rail
• Low Bias Current: 100 pA (typical)
• EMI Filtered Inputs
• Microsize Packages"

P.S.

Mislim da je to nešto najbolje za merne aplikacije što se može naći na tržištu a da košta manje od 50e po komadu...
Čudovište za nekoliko eura svega!

[Braca]

U vezi opampova, čini mi se da je bilo reči o OPA187?
Redosled po rastućem DC kvalitetu je OPA197, OPA187, OPA189. Ovog poslednjeg nema u quad varijanti.