Power Profiler

[pvvx]

> Ну и пример 1 сек лога:

И что мы там видим?
Шум источника или шум ADC в 20 uA:

Разрешение по напряжению в 0.26 mV (14 бит max) и крайне низкий sps:

А разрешение по току = 0.73 uA, сколько бит на данный диапазон не узнать - нет данных, но по схеме два диапазона с отличием по усилению к ADC 1:1 и 1:318.75

Т.е. "овчинка выделки не стоит".

 

[pvvx]

Т.е. "овчинка выделки не стоит", т.к. примерно эквивалентно INA226 с его реальными (средними из-за неровности шагов) 13.7 бит при 140 us и цене на платке с али в районе 200 руб.

 

[pvvx]

Вот это:

INA3221 обеспечивает 3 диапазона по 12 бит.
Можно прилепить автомат переключения диапазонов - это 2 транзистора, коммутирующих 2 шунта из 3-х. Переключение может делать сама INA3221 штатными выходным ножками отсечек по уровням с первого канала.
Но тогда падает sps - 140 +140 us, т.к. один канал вечно измеряет и управляет коммутатором шунтов.
Есть и другие варианты - программные и один шунт на 0.1 Ом типа. Тогда на шунт вешается типа INA199A1/A2/A3 и один канал INA3221, а на выход INA199 через делители - два других канала.
Шума с INA199A2 на 12 бит INA3221 нет, если источник правильный.
Читаете нужный канал для выбранного диапазона и псё.
И где тут $99 ?

 

[pvvx]

А на 10..20кГц и 15+ бит (можно и более мегасемплов с падением разрешения до 10 бит) оцифровки (на пару каналов одновременно) успешно работает BL702 стоящий 60 руб в пачке на али. К нему необходимо пару чипов типа INA199 с разными к-усиления (50 и 200) и стабилизатор 3.3В для питания. Это ещё пусть 100..150 руб.
Далее гостка сопротивлений и кондеров, кварц, разъем USB и платка. Итог всё равно не выскакивает за 1000 руб при покупке на али до десятков шт в пачке, даже если дополнить схему DAC с LT3080 и кучкой транзисторов...
Но в продаже нет PowerProfiler ниже ($99 + пересылка) * спекуляция с аналогичными параметрами.

 

[goodwin]

Насчет лога - там просто работающий контроллер.
Вот, что показывается с отключенной нагрузкой:

https://caxapa.ru/files/1088143/Bezymyannyi.png

 

[pvvx]

Насчет лога - там просто работающий контроллер.
Вот, что показывается с отключенной нагрузкой:

https://caxapa.ru/files/1088143/Bezymyannyi.png

Там и показывает уже собственный шум более 200 нА, на диапазоне при максимальном делении ( в более 300 раз). И это от ~5 Ом шунта, что очень плохо для нормального измерителя и не лучше тупого на INAxxx
А при переходе в диапазон mA и будет 0.0002*300 = 0.06 - т.е. шум в не менее 60 uA

 

[pvvx]

Включите на выход керамику в десятки мкФ и увидите шум источника питания.
Тогда узнаете - возможно ли измерение в области нескольких мкА

 

[pvvx]

Вот собственный шум типичной INA3221 на плате с али. Шунт там 0.1 Ом. Разрядность INA3221 - 12 бит, скорость замеров на 140 us , показания в единицах ADC, канал подключен к 3.3В источнику:

 

[pvvx]

Измерение на INA3221 через INA199A2 (в микроАмперной области, шаг ADC ~40 нА). Это был подключен резистор, который держу на проводках руками и прет помеха в 50 Гц

И всё это собрано для теста на соплях - на китайских проводках с железными наконечниками и разъемами (аля Arduino).

 

[pvvx]

Монолитные (всё в одном кристалле) всегда выигрывают у схемы из рассыпухи. У них есть только собственный входной шум и нет зависимости от других элементов.
И если кристалл сделан правильно, то аналог на рассыпухе будет сложно сделать с такими-же параметрами и он будет стоить во много раз дороже.

 

[pvvx]

Те-же условия, т.е. такой-же общий диапазон, но уже INA226, без нагрузки, но соплей соединений на макате сильно больше:

У неё уже шаг меньше, т.к. там по заявлению производителя 16 бит, но реальных 13.7
Все тесты и оптимальные шунты/усилители я снимал давно, для того чтобы получить оптимум. Итоговые, для оптимальных схем запиcал, а остальное уже утеряно. Но можно измерить в любой момент - макеты остались.

 

[pvvx]

И при измерении токов в десятках нА уже всё и всегда плавает. Сказываются и провод и его спайка и температурные уходы простых резисторов, а так-же уже простой тепловой шум...

 

[pvvx]

Насчет лога - там просто работающий контроллер.
Вот, что показывается с отключенной нагрузкой:

https://caxapa.ru/files/1088143/Bezymyannyi.png

И нафига эта вся схема, если она замещается одним чипом INA228/INA229 стоимостью в $6 у TI?
При 4.7Ом шунте максимальный ток с ними выходит 0.16384/4.7=0.034859574А (34мА) и при бите переключения на +-40mV -> 0.04096/4.7=0.0087149A (8.7мА)
А шаг ADC при усреднении будет давать разрешение в 0.034/2pow19=0.000 000 064 85 A (65нА) и 16.5 нА
И макс. скорость оцифровки = 50 us, а не 100 как у вашей балалайки, плюс диапазон питания до 85 В.

 

[cryptozoy]

Вспомнил об одном мониторе потребления, но фирма «Unwired Devices» закрылась, так как создатель/владелец ушёл в политику, и с этим событием сайт работать перестал.

Но остался в веб-архивах:

Измеритель энергопотребления UMDK-ENERGYMON — Unwired Devices

web.archive.org

Файлы «Unwired Devices» в GitHub:

Unwired Devices

Unwired Devices has 29 repositories available. Follow their code on GitHub.

github.com

Ну и ещё ссылки на блоги и форумы:

Олег Артамонов aka olartamonov - Товарищ страшный инженер

Олег Артамонов aka olartamonov. Опубликовал 56 статей на Хабр и оставил 5 322 комментария.

habr.com

Unwired Devices LLC и «Интернет вещей»

Как показывает практика, не все в курсе, чем же мы всё-таки в своём уютном стартапе занимаемся — в частности, многие даже лично знакомые люди до сих пор считают, что мы продаём один-единственный микрокомпьютер. Это, скажем так, не совсем так. С октября прошлого года — то есть фактически с момента…

olegart.livejournal.com

 

[cryptozoy]

Energymon R1.01

По просьбам радиослушателей в новую версию: * добавлено удобное подключение внешнего источника питания * увеличена точность измерений на микроамперном диапазоне (INA214 OPA2376 + LM7705) и заодно полоса частот (30 кГц 50 кГц) * падение напряжения на верхнем диапазоне измерения (3 А)…

olegart.livejournal.com

 

[pvvx]

@cryptozoy - Спасибо за инфу, но она устаревшая и устройство тоже.
Мои маяния заключаются в том, что нужно найти самый дешевый, но точный вариант на сегодня.
Эти и аналогичные "измерители" я себе леплю с того века. И тогда они были на 24-ъ битах ADC, но медленные - десятки-сотни отсчетов в сек.
А ныне "хочется" и устройства с BLE для отладки требуют уже полосу в 50..100 кГц, что к вашему примеру не лезет в USB1.1(USB2.0FS) у примененного контроллера (плюс малая разрядность АЦП, нелинейный диапазон с прыжками отображаемыми на графиках, нет калибровок, шумный источник питания, нет возможности проверки на посадку - старта питания батарей с/до 0 и проверки работы BOR даже простых чипов - нужна пила по напряжению сформированная источником тока и кондером, а не выход малоразрядного DAC).

 

[pvvx]

И эта тема – просто хобби, для поиска самого простого и дешевого варианта для самостоятельной сборки, а простейшими вариантами я пытаюсь делиться. Есть своё производство, где себе лично я могу сделать любой вариант, заказав любые чипы... Но это производство не буду занимать бытовухой, т.к. загружено промышленным оборудованием, а бутовуха – это суета без оплаты.

 

[pvvx]

И судя по остаткам, там измерение тока по цепи GND, что не годится для многих применений.
Так-же нет нужды в SWD, т.к. китайские чипы c BLE, что доступны, часто не имеют такого интерфейса отладки.
Использование COM порта в BLE для отладки требует максимальных скоростей, чтобы сильно не нарушать тайминги BLE. А это несколько мегабит, что так-же не прокачать через USB1.1.
Т.е. обстоятельства современности накладывают совсем другие требования на PowerProfiler и старые "измерялки" не годятся.

 

[pvvx]

Опять беда, всё та же, но теперь с 24-битами
В природе не нашел LDO с шумом в нано-Вольты в области 0...100кГц...
Типовые (для малошумящих и дорогущих) LDO с токами от сотен мА до пару А имеют шум к 30 мкВ и ещё RMS (по документации).
И эти 30 мкВ выделяются на шунте между источником и нагрузкой с кондером. На 12..16 бит это ещё ладно, но на 24-ре
Полная шкала на шунте (падение при максимальном измеряемом токе) типично до 30 мВ и эти 30 мкВ (RMS) - это шум размахом более 13 бит на АЦП в 24 бита
Спасают только батарейки... и то не все...
Пробный замер на 24-бита 50 ksps с CR2450, удачной финтифлюшки для тестов TTP223, справа шкала в единицах ADC:

Шума ещё много, т.к. всё ещё в макетках...

 

[koltinov222]

добрый день. ina3221 с STM32 поддерживается?