Méthode pour Mesurer un trés faible courant !

[dje8269]

Bonjour à tous,

Je suis actuellement en train de tester un système faible consommation pour utilisation sur pile (certainement une CR123), l'encombrement devant être réduit .

Vous pouvez trouver plus de détails de mon système sur ce post, qui malheureusement n'a pas trouvé de réponse : Ratio pour diminuer la consommation en reception

Actuellement pour mesurer la consommation, je met une résistance de 1 ohm en série sur l'alimentation et je visualise à l'oscilloscope la tension aux bornes de cette Résistance . Celle-ci devrait être le reflet du courant .

1mV=1mA

Pour baisser ma consommation, j'allume et je rendors mon module radio. j'ai donc une consommation en créneau allant de moins de 1 mA à 20mA (très petite partie à 20mA ).
Pour savoir la consommation sur mon oscillo, j'affiche la moyenne.

J'ai donc réussis à descendre cette moyenne à 2.8mV, soi 2.8mA .

Je ne sais pas si cette méthode est vraiment fiable, précise !
Que me conseillerais vous pour améliorer ma lecture, et savoir la moyenne de consommation ? un truc simple si possible

ceci dans le but d'estimer l'autonomie avec une pile CR123 de 1550mAh de capacité ! et éventuellement changé de type pile

Merci
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[bobflux]

Pour moyenner, mets un condensateur de lissage après la résistance.

[invitee05a3fcc]

Si ton courant max est de quelques mA, tu utilises un ampliOP en montage transimpédance. En commutant la résistance de bouclage, tu mesures des poils de c.. de courant

[bobflux]

Sinon tu peux alimenter ton bidule avec un LDO micropower et puis mettre la résistance dans l'alim du LDO, comme ça la chute de tension ne perturbe pas le montage.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite0324077b]

l'oscilloscope est un moyen de mesurer le courant de pointe ou la forme exacte d'un courant variable , mais pour mesurer un courant consomé moyen un simple multimetre est meilleur

le multimetre a 10 euro qui est sur ma table a un calibre 2mA , ou plus exactement 1,999 mA : le premier chiffre indique donc les µA ... ça peut mesurer 10µA avec une certaine signification a defaut d'une grande precision

les vieux multimetre a aiguille 20kohm/V avaient des calibre 50µA

[dje8269]

Merci pour ces moultes réponses !

Si ton courant max est de quelques mA, tu utilises un ampliOP en montage transimpédance. En commutant la résistance de bouclage, tu mesures des poils de c.. de courant

J'avoue que le terme m'as fait très peur au premier abord !

Après quelques recherches, il 'agit seulement d'un AOP et d'une résistance de contre réaction . Ce qui devrait être dans mes cordes ! quoi que, je n'ai jamais travaillé avec des AOP, mais j'en ai entendu parlé souvent lol.
Cela me fera une bonne entrée en matière. Je vais bucher le sujet ce soir !

Il faudra que je regarde si je possède un AOP pouvant être alimenté en 3.3V ?

mais pour mesurer un courant consommé moyen un simple multimètre est meilleur

J'ai également branché mon multimètre en Ampermetre pour mesurer ce courant , mais il est variable . ( de souvenir, j'ai 250ms à 1mV et 60ms à 20mA) ce qui fait que les valeurs sont illisibles.

[invitee05a3fcc]

Il faudra que je regarde si je possède un AOP pouvant être alimenté en 3.3V ?

Non , il faut disposer d'au moins 12V !
Voilà une simulation qui montre les limites de cette méthode si on prend un ampliOP pas trop rapide ..... pour te donner des idées.
Pour tester la simu, on a un courant consommé qui passe de 0 à 0,5mA puis à 0,1mA
La tension de "mesure" donne la valeur du courant consommée Icharge= (Vmesure-3V)/R1 .
- Si R1 est grand, on peut mesurer des courants très faibles sur la charge
- Si R1 est grand, on ne peut pas fournir des courants très forts (disons 100mA max) à la charge (ou alors, il faut clamper les courants forts qu'on fourni, mais qu'on ne mesure plus, avec une Zener en parallèle sur R1)
- Avec un condensateur en parallèle sur R1, on peut avoir le courant moyen (faut un peu modifier le schéma avec un PushPull à la place de Q1)

[invitee05a3fcc]

J'ai refais une simulation avec un ampliOP de course ...... le AD817 .
Attention : l'échelle de temps est 100 fois plus rapide ! et on ne voit quasiment aucun défaut .



PS : faut prévoir des condensateurs de découplage .....
PS : Le AD817 peut sortir 50mA . Donc Q1 n'est peut être plus utile et la valeur moyenne peut être faite avec un condensateur directement sur R1

[invitee05a3fcc]

Le AD817 a un courant d'entrée de 6,6µA qui va introduire une erreur systématique. Par contre, il a un produit gain*bande de 30Mhz et un slewrate de 200V/µs

On devrait pouvoir trouver un ampliOP correct entre le LM324 et le AD817 avec un compromis entre le courant d'entrée et le slewrate acceptable

[bobflux]

Le truc avec l'AOP revient à utiliser un LDO avec une résistance dans l'entrée comme je le recommandais (mais en plus luxueux).

Il faudra un AOP avec une entrée à FET/JFET. AD825 par exemple, ou autre.

[invitee05a3fcc]

Il faudra un AOP avec une entrée à FET/JFET. AD825 par exemple, ou autre.

Oui, c'est pas mal
http://www.farnell.com/datasheets/2177354.pdf

[dje8269]

Waouhh merci a tous,

Mais ca me fait peur car sa commence a tourner trop pêchu pour moi cette histoire !

Je cherche un AOP ( si j'en ai ) et je vous dis quoi ! peut être un de récup au pire, je vais pas passer commande pour un AOP !

[dje8269]

Re,

Je dispose de

LM-358 N

et de

LM-4250

Lequel est le mieux pour un montage transimpendance dans mon cas ?

[invitee05a3fcc]

LM358 est la version duo du LM324
LM4250 , une brouette !

[dje8269]

Ok alors je test ca avec le LM358 ! faute de mieux !

[invitee05a3fcc]

Ok alors je test ca avec le LM358 ! faute de mieux !

ne teste pas avec un circuit imprimé/intégré couteux. En effet, avec une charge capacitive ou une charge avec des appels de courant, on risque d'avoir une oscillation ou une surtension sur le 3V . Mais ce serait intéressant de corroborer la simulation par un test au fer à souder.
PS : Je verrais bien, comme cobaye , un CD4000 en multivibrateur

[dje8269]

un circuit imprimé/intégré couteux

Le module radio est couteux !!! et j'ai sortis eu du mal a l'obtenir !!!!! je n'ai pas de spare !!

En effet, avec une charge capacitive ou une charge avec des appels de courant, on risque d'avoir une oscillation ou une surtension sur le 3V

Il y a des appels de courant , car mon oscillo me le dit " signal écrêter positif!!" Lors de la réception, du réveil du module et de mon PIC .

heureusement je n'avais pas commencer . Je vais laisser tomber je crois je ne veux pas prendre de risque pour ma platine !

Bon ..... désolé pour le dérangement ! je vais me contenter de ma mesure sur ma résistance shunt !

[Antoane]

Bonsoir,

Tu peux faire ta mesure en deux fois :
- mesure du courant consommé en veille avec un shunt donnant quelques dizaines à une centaine de mV (fonction de la tension de fonctionnement) > précision ~2 % (1 pour la résistance, 1 % pour le voltmètre) ;
- mesure du courant consommé en fonctionnement avec une résistance shunt fournissant 10 à 100 mV lorsque le module fonctionne et mesure du temps (relatif) de fonctionnement (précisions de quelques pourcents à beaucoup de pourcent, selon l'oscillo) ;
- moyennage à la calculatrice.

Pour la deuxième étape, le câblage est critique :
- mesure de la tension aux bornes du shunt avec un coax directement soudé sur la résistance ;
- absence de boucle de masse (via la terre de l'instrumentation en particulier).

Sachant que tu peux légèrement accroitre la tension d'alim du module de manière à ce que la tension à vide demeure acceptable mais que la tension en fonctionnent (égale à la tension à vide moins la tension perdue dans le schunt) reste suffisante pour que le module et fonctionne -- à un point de fonctionnement proche du nominal.

[bobflux]

heureusement je n'avais pas commencer . Je vais laisser tomber je crois je ne veux pas prendre de risque pour ma platine !
Bon ..... désolé pour le dérangement ! je vais me contenter de ma mesure sur ma résistance shunt !

Le montage avec l'AOP revient à construire son propre régulateur. Ce n'est pas compliqué, mais il faut impérativement qu'il soit stable, ce qui dépend de la capacité présente en sortie. On peut aussi ajouter un peu de résistance.

C'est pourquoi je te conseillais de le faire avec un LDO micropower (à base de PMOS, à très faible "ground current"): c'est stable avec un condensateur en sortie, d'où une remarquable absence de prise de chou. Prévoir une capa en entrée, après la résistance.

Soit dit en passant, si ton montage tolère une impédance de quelques ohms dans l'alim tu peux remplacer l'AOP par un suiveur tout bête (transistor NPN) voire un darlington si l'erreur sur le courant de base t'empêche de dormir la nuit, et mettre la résistance de mesure dans le collecteur.

Une autre méthode... bien débile:

Si le truc contient son propre régulateur, alimente le avec une alim de labo, mets la résistance dans la masse avec 2 diodes en antiparallèle en travers. Comme ça quand il consomme 20mA, les diodes conduisent, mais tu mesures le courant (très faible) de repos avec la résistance.

[dje8269]

Franchement les mecs , merci de votre intérêt !

On sent les Pro... mais je ne suis qu'un simple bricoleur qui aime l’électronique ! je cherchais juste a savoir si il existait d'autre solutions plus fiable/précise que la R de shunt qui n'est pas si mal !
Mais vos solutions sont trop compliqué pour mon niveau !

Le but étant juste de pouvoir estimer et donc dimensioner le type de pile ou de batterie à utiliser !

Encore merci à vous !