Automatizando la medición del consumo de corriente de un sistema integrado

Los circuitos integrados dedicados y de bajo costo del monitor de derivación actual, como INA195 o INA198 , permitirían un bajo Costo, medición de corriente de baja perturbación directa a una entrada ADC de un microcontrolador para su propósito.

Se proporciona un esquema general y una descripción general aquí .

El INA195 / 198 tiene una ganancia de 100 V / V y un voltaje de modo común de -16 a +80 voltios. Por lo tanto, una resistencia de derivación de bajo valor, como 0,1 Ohm, proporcionaría un voltaje de detección a escala completa de 1 voltio a una corriente máxima de 100 mA. Si su dispositivo bajo prueba generalmente funciona en un rango de 10 mA, entonces una resistencia de derivación de 1 Ohm proporcionaría la misma escala de 1 voltio.

El alto voltaje en modo común le permite diseñar una fuente de alimentación separada para su aplicación de detección, si así lo desea, para no cargar el sistema bajo prueba y sesgar los resultados.

El voltaje de salida del dispositivo está referenciado a tierra, por lo tanto, es independiente del Vcc real del sistema bajo prueba. Esto permite que se construya un dispositivo actual de detección y registro, que tendría dos conectores, "desde la batería" y "al dispositivo", y será portátil a futuros objetivos de prueba que funcionan a voltajes muy diferentes si es necesario.

Una derivación que luego se amplifica y mide con un pequeño sistema integrado con un puerto serie parece ser la solución más obvia; la derivación, por supuesto, estaría en el banco de pruebas, de modo que cuando se pone a prueba la tabla en el banco de pruebas, la derivación mide el consumo de energía.

Si una derivación sería una resistencia demasiado baja para medir correctamente u ofrecer una caída de voltaje excesiva al DUT, entonces siempre puede usar una bobina LEM o Rogowski estándar para medir la corriente. Los LEM son generalmente MUY sensibles y vienen en una variedad de tamaños / rangos de medición.

Esto es algo que debería poder juntar en un día o dos con un Arduino y un dispositivo de medición de corriente adecuado (derivación, LEM, etc.). No tiene que ser elegante u optimizado, que es exactamente lo que hacen esos pequeños 'duinos'.

Editar para agregar un ejemplo para la medición de estilo Arduino:

Tome una tabla de ruptura de sensores de baja corriente de Sparkfun. $ 15, y le permitirá medir hasta 5 ADC. Proporciona una salida de voltaje directa que es proporcional a la corriente a través de los pines de detección, y se puede escalar y filtrar para que coincida con su aplicación. La salida de voltaje de este sensor está conectada a una entrada analógica de un Arduino. El Arduino probablemente tendría un interruptor para indicar cuándo se inserta o retira una placa, y un par de LED (por ejemplo, rojo y verde) para indicar las condiciones de aprobación / falla o error. El puerto serie o puerto USB en el Arduino se conectaría a la computadora en la que trabaja la persona que ejecuta las pruebas.

El programa en el Arduino esperaría a que el interruptor indique que hay una placa insertada, espere 'x' segundos para que la placa se encienda e ingrese a su fase de operación, registre el voltaje en su pin ADC y conviértalo a una corriente Nivel basado en la escala deseada. Escribiría el nivel actual en el puerto serie para que la PC pueda registrar automáticamente el valor en su base de datos, junto con el número de serie u otros datos que ingrese el operador. Ese valor se compararía con un rango de "paso" y, si está dentro de las especificaciones, enciende el led verde. De lo contrario enciende el rojo. Ahora el programa Arduino solo esperará a que el interruptor indique que la placa se retiró y el ciclo se repite.

Eso es solo un ejemplo simple. Si tuviera que diseñarlo, agregaría un relé para controlar la alimentación al DUT, y probablemente también tendría un puerto en serie o al menos algunas salidas digitales para poder decirle al DUT que ingrese en varias fases de prueba para poder medir los datos. Si tuviera un puerto serie para el DUT, podría leer el número de serie de la placa o programar el número de serie en el DUT desde la PC, así como programar los parámetros de prueba y la identificación del operador en la placa para información de seguimiento / servicio.

Pero puede ver, por aproximadamente $ 50- $ 100 en partes y uno o dos días de trabajo y ajustes, su plantilla de prueba automatizada estaría operativa y le haría ganar dinero, en lugar de tratar de diseñar algo totalmente personalizado y gastar dinero en hacer la Unidad de prueba en lugar de unidades de construcción. :-)