Zaloguj się
Wszystkie
13 lipca 2023
539
- dopuszczalny zakres napięć wejściowych: 0…36 V,
- maksymalna wartość mierzonego prądu (bocznik 10/50 Ω): 8192 μA/1638 μA,
- rozdzielczość pomiaru prądu (bocznik 10/50 Ω): 0,25 μA/0,05 μA,
- dokładność pomiaru prądu: 0,2%,
- częstotliwość pomiarów: 40 razy na sekundę,
- częstotliwość odświeżania ekranu: 4 razy na sekundę,
- dostępne tryby pracy: NORMAL/MAX/AVG,
- czas pracy na baterii AAA(1): 6 miesięcy (dla założonych warunków użytkowania).
Konstruując urządzenia mikroprocesorowe zasilane bateryjnie wielokrotnie stykałem się z problemem minimalizacji zużycia energii. Zadanie jest wtedy jeszcze trudniejsze, gdyż systemy tego rodzaju wymagają drobiazgowej analizy. Nie wystarczy w tym przypadku wprowadzić mikrokontroler w tryb Power Down, gdyż stan wielu jego wewnętrznych peryferiów jak i relacje z podłączonymi do jego portów elementami wydatnie wpływają na pobór energii (jeśli liczymy każdy mikroamper).
Tutaj pozwolę sobie na swego rodzaju off-topic, niemniej dość istotny. Pracując z mikroprocesorami AVR od dobrych kilkunastu lat nie raz zdarzyło mi się (jak pewnie i Wam) podłączyć mikrokontroler niezgodnie z założeniami powodując jego zdecydowane rozgrzanie spowodowane zwarciem portów komunikacyjnych czy też odwrotną polaryzacją zasilania. W zasadzie zawsze po tego rodzaju błędzie i jego szybkiej korekcie mikrokontroler nasz zachowywał się zupełnie normalnie, niewzruszony skrajnymi warunkami pracy… ale tylko pozornie. W układach, gdzie liczyłem każdy mikroamper (a nawet nanoamper) okazywało się, że element ten po takim doświadczeniu nie dotrzymywał już skrajnie niskiego zapotrzebowania na energię w trybach o niskim poborze mocy co zapewne wynikało z jakiś uszkodzeń obwodów wejściowych. To bardzo istotny drobiazg, który należy mieć na uwadze.
Ale wróćmy do naszych aplikacji zasilanych bateryjnie i problemów z tym związanych. Analiza takich układów nie należy z pewnością do łatwych, ale ja, tak jak zapewne każdy z Was, nabierałem doświadczenia w tym zakresie z każdym kolejnym urządzeniem. W tym celu zwykle posługiwałem się dobrej klasy multimetrem wyposażonym w odpowiedni zakres pomiarowy, ale że multimetr ten niejednokrotnie potrzebny był w tym samym czasie do pomiaru innych parametrów badanego układu nie było to rozwiązanie nazbyt wygodne i optymalne.
Research
Zacząłem poszukiwania mikroamperomierza przeznaczonego wyłącznie do pomiarów małych prądów DC. Szybko okazało się, że oprócz archaicznych tablicowych przyrządów analogowych na rynku dostępne są wyłącznie specjalizowane, bardzo dokładne, ale i bardzo drogie mikro/nano-amperomierze. W zderzeniu z takim stanem rzeczy zacząłem się zastanawiać nad skonstruowaniem własnego urządzenia tego rodzaju, jako że z zasady działania urządzenie to samo w sobie nie powinno być nazbyt skomplikowane.
Proces projektowania (a jak to się dzisiaj mówi modnie – research) poprzedziłem przeglądem rozwiązań dostępnych w Internecie. Dość szybko natknąłem się na bardzo ciekawy projekt autorstwa australijskiego wideo bloggera Davida L. Jones’a (EEVblog) pod postacią urządzenia o nazwie μCurrent, który z powodzeniem moglibyśmy zastosować we własnej implementacji, jako że układ charakteryzuje się doskonałymi parametrami elektrycznymi i prostotą konstrukcji. Dość szybko zdałem sobie jednak sprawę, że sama przystawka tego typu będąca niczym innym, jak przetwornikiem prąd-napięcie to tylko wstęp do budowy docelowego systemu mikroprocesorowego.
W dalszym kroku niezbędny będzie bardzo dokładny, zapewne 16-bitowy, przetwornik ADC, przy pomocy którego będziemy mogli z odpowiednią dokładnością i rozdzielczością zmierzyć wynikowe napięcie proporcjonalne do mierzonego prądu. Niestety przetworniki tego typu są dość drogie a ponadto wymagają odpowiedniego doświadczenia projektowego w docelowej implementacji by pomiary wykonywane przy ich użyciu były po pierwsze wiarygodne a po drugie, pozbawione zakłóceń. Pat? Otóż nie!
Po pierwszej euforii spowodowanej lekturą projektu Davida przypomniałem sobie, że w swoich poprzednich urządzeniach, gdzie niezbędny był pomiar prądu stałego używałem doskonałego i sprawdzonego wcześniej specjalizowanego 16-bitowego przetwornika pomiarowego pod postacią układu INA226 produkcji Texas Instruments. Nie pozwoli on, co prawda, na osiągnięcie tak wysokiej dokładności, jaką oferuje przystawka Davida, ale spodziewane 0,1...0,2% w amatorskich zastosowaniach będzie, jak najbardziej wystarczające. Jako że we wcześniejszym projekcie zasilacza arbitralnego pod postacią projektu powerBank, którego opis ukazał się w naszym miesięczniku w wydaniu 07/2015 zaprezentowałem szczegóły dotyczące tego ciekawego peryferium, nie będę powielał ich w niniejszym artykule, niemniej jednak nie sposób choćby skrótowo nie opisać właściwości tego ciekawego peryferium.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
