Power Profiler

pvvx

Активный участник сообщества
STM32 INA219/INA226 Power Profiler
В связи с постоянным спросом выложил тут pvvx/STM32INA2xxPowerProfiler

upload_2019-11-17_1-55-31.png

STM32INA226.gif

INA219 или INA226 подключаются к питанию 3.3В или к 5В - это как больше нравится.
На SCL и SDA желательно повесить (или перепаять) резисторы подтяжек с номиналом 1.5..2 кОм.

INA219 на предельной скорости обработки замеров иногда лажает/выбрасывает ложные точки (считывать флаг завершения преобразования нет возможности из-за низкой максимальной скорости на I2C/SMBUS у STM32F103). Желательно использовать INA226 - у неё и разрядность больше.

Калибровка производится вручную в ini файле или в менюхах программы путем вставки значений нуля и коэф. масштабирования. Пример: установив ноль смещения, делаем замер в пару тысяч точек и вставляем показание среднего значения.
 

pvvx

Активный участник сообщества
Собрал: USB развязка +Китайская Ардуино плата (как на картинках)с STM32F103 + INA219.
В Кейле собрался проект.
Попробовал и готовый HEX.
Приходиться интуитивно гадать с настройками INA219 в STM32INA2XXV008.
Там все опции по PDF на INA219 (или если используется INA226).
Ток рисует нормально.(нужно будет калибровать, но вопрос как ?)
Калибровка смещения тока только ручная для INA219 в ini файле на три её диапазона, т.к. в них у INA219 разные смещения.
В ini-файле ставите нули, запускаете программу, делаете замер на несколько тысяч точек для конкретного диапазона, смотрите среднее (в центре верхних меню программы) и переписываете в ini.
Расположив программу в разные каталоги можно сделать ini файлы для каждого варианта шутов и т.д.
Не работает измерение напряжения, одни помехи.
Что не так делаю?Посмотреть вложение 8210
Это не помехи, а шаг напряжения у INA219 (колбасит младший бит).
Какой нибудь Help на программу STM32INA2XXV008 (кроме картинок) существует ?
В самой программе при подносе на любую пипку курсора мыши вылезает выпадающее пояснение.
Полезный, хороший проект.
Это не проект, а моя измерялка, писанная и дописываемая кое как по мере моей нужды уже несколько лет, как батничек... Но многие спрашивали на чем графики строю - пришлось кинуть...
Спасибо.
P.S. Для него жду самоделки- STLink-и V2 от китайцев. Удобные платки с USB на все нужды.
А я жду полный Power Profiler от USB c программируемым напряжением (от 0 до 5В) и током (от 1 мА до 900 мА) и с замером тока и напруги с шагом хотя-бы как INA226 и дискретом замеров тока от 0.1 мкA.
 
Это не помехи, а шаг напряжения у INA219 (колбасит младший бит).
Платка с INA219 ( уже 3 года назад купил все лежала, ждала...) напряжение всегда показывает 0 +/- 1бит. (все перепробовал) похоже горелый коммутатор в чипе "залип" в положении "ток". Заказал новую INA226.
Питаю через развязанный USB ADuM3160/4160 , но шумит сильно. Новый точечный рисунок.jpg нагрузка 220Ом. напряжение от лабораторного БП, земли короткие и толстые.
Ниже 2,5v в цепи измерения совсем выключается.:( 2,4v не померить ?
Данный чип проблемный?:mad:
Это не проект, а моя измерялка, писанная и дописываемая кое как по мере моей нужды уже несколько лет, как батничек... Но многие спрашивали на чем графики строю - пришлось кинуть...
Это всегда так, что то сделанное быстро на время живет долго и вырастает в какой то проект.

А я жду полный Power Profiler от USB c программируемым напряжением (от 0 до 5В) и током (от 1 мА до 900 мА) и с замером тока и напруги с шагом хотя-бы как INA226 и дискретом замеров тока от 0.1 мкA.
Это готовое решение или желание:p , ссылку дадите?
 

pvvx

Активный участник сообщества
Это готовое решение или желание:p , ссылку дадите?
Это желание, а то китайцы уже не знают что им сделать для продажи...
И желание и почуток сам пытаюсь собрать на самых дешевых компонентах - чисто ради спортивного интереса, а потом может и пригодится...
Уже заказал с али всякий дешманский хлам для проб/сборки первого варианта.
Частично по поводу power-profiler писал в теме где-то с этого https://esp8266.ru/forum/threads/tlsr8269.4491/page-15#post-66774

А пока взял для этого и сделал себе power-profiler на:
  • RIGOL DS1045z->DS1104z как измеритель-индикатор (правда слабенькая разрядность, но есть переключение диапазонов :) )
  • OWON AG4151 как задающий плавные нарастания/падения напряжений питания (у него пила источниками тока и дискретности не имеет, по тесту на 24 бита ступеней нет).
  • Разные Лаб.БП.
  • Кучка разного хлама
У меня есть и примерно аналогичные программы но для сдвоенных 24-х битных ADC (накопилось несколько вариантов под разные аппаратные особенности). Но они уже старые - с года 2004 или ранее :) Скорость точек низкая и не годится для анализа BLE.
 

pvvx

Активный участник сообщества
В текущий момент для дешевого power-prfiler варианта для USB ищется:
1. Самый дешевый MCU с двумя более менее DAC по 12 бит и с USB.
2. Самые дешевые варианты микросхем DC-DC и линейников (LDO) в которых можно управлять выходным током и напряжением (c 0 по 5 В, ток с 1 мА до 900 мА - спека usb3.0).
Вариант с BLE SoC тоже прорабатывается...
 
В текущий момент для дешевого power-prfiler варианта для USB ищется:
1. Самый дешевый MCU с двумя более менее DAC по 12 бит и с USB.
2. Самые дешевые варианты микросхем DC-DC и линейников (LDO) в которых можно управлять выходным током и напряжением (c 0 по 5 В, ток с 1 мА до 900 мА - спека usb3.0).
1. Stm32f103RE 2 DAC по 12 бит и с USB.
2. Или по дороже stm32G "14 timers (two 128 MHz capable) 12-bit, 0.4 µs ADC (up to 16 ext. channels) – Up to 16-bit with hardware oversampling"
Высокочастотный PWM - на хороший полевик (GаA или GaN-транзистор), далее малая емкость фильтра. Думаю от 0 до ~4,8В. возможно получить. Если нужно >=5В. можно сначала поднять напряжение тем же PWM другого канала.

Вариант с BLE SoC тоже прорабатывается...
Хорошая будет гальваническая развязка - замена USB ADuM3160/4160.

Не понятно зачем делать штучные образцы дешево?:(
Или хотите китайцев на просроченной "россыпи" заставить делать?;)
Это не "USB доктор", большого спроса не будет (узко специализированная штука).
 

pvvx

Активный участник сообщества
Не понятно зачем делать штучные образцы дешево?:(
Или хотите китайцев на просроченной "россыпи" заставить делать?;)
Типа того.
Это не "USB доктор", большого спроса не будет (узко специализированная штука).
Питание для тестовых устройств нужно многим. Цена такого USB-БП-Тестера мала, а заменяет груду дорогущего оборудования.
 

pvvx

Активный участник сообщества
Платка с INA219 ( уже 3 года назад купил все лежала, ждала...) напряжение всегда показывает 0 +/- 1бит. (все перепробовал) похоже горелый коммутатор в чипе "залип" в положении "ток". Заказал новую INA226.
Питаю через развязанный USB ADuM3160/4160 , но шумит сильно. Посмотреть вложение 8213 нагрузка 220Ом. напряжение от лабораторного БП, земли короткие и толстые.
Ниже 2,5v в цепи измерения совсем выключается.:( 2,4v не померить ?
Данный чип проблемный?:mad:
Проверил выложенные файлы с INA219. Полет нормальный.
Что-то у вас явно не то с INA219.
Если никуда не включена цепь с шунтом, то на INA219 собственное смещение около 1В:
upload_2019-11-18_16-33-38.png
 
Проверил выложенные файлы с INA219. Полет нормальный.
Что-то у вас явно не то с INA219.
Если никуда не включена цепь с шунтом, то на INA219 собственное смещение около 1В:
Посмотреть вложение 8219
Никуда не включена цепь с шунтом.Новый точечный рисунок.jpg
Если подключить цепь с шунтом напряжение не меняется, ток показывает.
Видимо "бобик" сдох по напряжению...:eek:
 

pvvx

Активный участник сообщества
Как на счет STM32G431K6 в LQFP32? Есть OPAMP - может пригодится... Есть какая макетка для них?
 
Как на счет STM32G431K6 в LQFP32? Есть OPAMP - может пригодится... Есть какая макетка для них?
OPAMP использовал на STM32F3, удобная штука.
431 Само ядро M4 -хорошо. PWM 170 мГц.
LQFP32, мне более нравятся корпуса UFQFPN. На мазал п/пастой, погрел феном и сама встала на место.:)
На счет макетки LQFP32, на али видел универсальные платки LQFP, не удобно, потом городить проводами.
Если хочется быстро и есть руки : Diptrace + лазерный утюг + жидкая УФ маска от китайцев(по желанию), если есть настольный ЧПУ, то и контур с отверстиями. Один недостаток нет металлизации.;)
Можно заказать на Али п/ платы 10шт. по 1дм2.*1$ + доставка, но месяц ждать:eek:.
Есть засада, китайцы не дают размещать несколько маленьких плат на 1дм2, неделю общался с ними, ну только с доплатой и все! :mad:

Не видел в Москве наличия розницей на складах STM32G431, все под заказ. Может в Питере есть?
Ждем попробовать STM32G431.:)
 

pvvx

Активный участник сообщества
Столкнулся с такой ‘фичей’.

Берем пусть стабилизатор XC6206P332MR (SMD Mark 662K).
Вешаем вплотную к его 3-м выводам 4.7 мкФ керамику.
Подаем питание от USB, +5B. Смотрим шум на выходе:
upload_2019-12-12_14-9-3.png

Переводим это на стандартную схему измерения тока.

Схема:
Стабилизатор -> шунт -> исследуемый модуль.

В модуле по питанию стоит конденсатор. Потребление при сне модуля 1..2 мкA.
Следовательно, на шунте выделится шум стабилизатора с амплитудой к 1 мВ (p-p).

Это, при замере тока модуля (пусть замер INA226) на 10 Ом шунт, шум только голого стабилизатора составит к 100 мкA.
(в реальности из-за малой емкости, проводов и частичной фильтрации INA226 на 10 Ом шум составляет порядка 3..10 мкА p-p)
Какие есть красивые решения?
 

pvvx

Активный участник сообщества
Подгрузить стабилизатор и довесить какой фильтр?
(Без нагрузки у LDO у всех пила :mad:)
 

pvvx

Активный участник сообщества
Приехали мини ST-link v2E для Power Profiler.
Посмотреть вложение 8364 Есть у кого схема на эту ревизию?
В честь чего там поменялась схема?
Прошивка то от ST и как выводы назначили так и будет в копии. Иначе не заработает и ST сможет определить клон... :)
----
Проц для Power Profiler - это самая простая и последняя часть, с чем надо решить.
Пока заказал всякую мелочевку типа LDO, DC-DC самую дешевую что есть на али. Часть пришла, но не всё.
Потом опыты с ними - замерить характеристики - годен или нет для Power Profiler...
Я не тороплюсь - уступаю дорогу молодым (и предприимчивым :) )...
 

pvvx

Активный участник сообщества
В https://www.torexsemi.com/file/xc6206/XC6206.pdf не писано на какой нагрузочной емкости у него устойчивость и каков оптимум…

Прикрутил электролит на 470 мкФ – шум у XC6206 упал на порядок. Электролит это нелинейная RC цепь. И что, теперь для каждого LDO подбирать ‘цепь гашения’ пилы/возбуждения при работе без нагрузки?
(с керамикой шумит и будет, т.к. низкий ESR, а кондер то стоит в цепи обратной связи ОУ ...)
Теперь будем измерять шум электролита... :)
Да и как обеспечить низкий ток КЗ с дикой емкостью?
 
В честь чего там поменялась схема?
Прошивка то от ST и как выводы назначили так и будет в копии. Иначе не заработает и ST сможет определить клон... :)
Я в этом был уверен пока не открыл корпус. LDO на 3,3в у USB разъема понятно. A это еще что за второй LDO?
Заметил поддельный STM32 - CKS32F103.:eek:
Электролит это нелинейная RC цепь.
RLC цепь;).
Для LDO нужно на входе NPO+XMR(+электролит -лучше тантал) и на выходе NPO+XMR(+электролит - лучше тантал) тогда не возбудиться и шумит по меньше.
Выбирать LDO нужно, все по разному шумят.:(
 

Вложения

  • 477.5 KB Просмотры: 11

pvvx

Активный участник сообщества
Типа того, но сложнее из-за того что она в отрицательной обратной связи и операционник нагружен на транзистор (одно плечо).
Если добавляю резистор нагрузки - увеличивается частота пилы :) Это тоже метод - вынос за диапазон фильтра измерительного ADC...
Если добавляю качественную емкость с низким ESR - уменьшается частота пилы. Никуда не годится. Но если повесить пару Фарад - линейность замера будет :)
Если добавляю електролит прямо к выходу - шум становится меньше, но всё равно какие-то пилки и прочее...
Если добавляю електролит на проводах к выходу - шум становится ещё меньше. :) Но емкость для КЗ - не годится.

Входные фильтры никчемны. Пробовал и с АКБ с полной развязкой от сетевых и прочих помех. Итог - пила просто чище и равномерней :)
upload_2019-12-12_18-27-10.png
 

pvvx

Активный участник сообщества
Решение то всему этому есть - прецизионный источник напруги и крутой ОУ с выходом в 500 мА :)
Но цена такому... да и всё равно надо ещё на хвост источника ограничитель тока. Ну или не на хвост... По этому и приходится рассматривать разные LDO и похожие на них микрухи, где какие входы/выходы доп. управления есть. Напругу тоже надо от нуля регулировать, а LDO это не умеют.
 
Сверху Снизу