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Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?




  1. #1
    Slownners

    Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Bonjour,

    J'ai besoin de réaliser un capteur de courant qui puisse mesurer des courants de l'ordre de la dizaine de µA. J'ai fait quelques recherches mais je n'arrive pas à trouver quelque chose qui me convienne.

    Contexte :
    Je dois mesurer la consommation en veille d'une carte pour vérifier que sa consommation reste bien dans les normes (environ 20µA).

    Pouvez-vous m'aider ?

    Merci d'avance !

    -----


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  3. #2
    penthode

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    il existe des micro-ampèremètres , dont le tarif est proportionnel à la sensibilité ,

    tu peux voir chez FLUKE
    l'expérience est un peigne que vous offre la vie quand vous êtes devenu chauve.

  4. #3
    Gri Pale

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Salut !

    Regarde du côté des capteurs à effet Hall voire si tu peux trouver des schémas permettant d'en réaliser un.
    Sinon tu peux aussi en acheter, ils en font des très performants maintenant comme le suggère penthode ^^'

    Si c'est une variation de courant que tu veux détecter, tu peux intégrer le courant par un condo + ensemble résistif, les variations seront facilement identifiables (intégration + comparaison).
    L'avantage de cette méthode c'est que c'est beaucoup plus simple à réaliser qu'un effet Hall, c'est aussi bien moins précis et très sensible au bruit,

    -A, Gri Pale


  5. #4
    DAUDET78

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Citation Envoyé par Slownners Voir le message
    Je dois mesurer la consommation en veille d'une carte pour vérifier que sa consommation reste bien dans les normes (environ 20µA).
    Ben, si on savait :
    - Sous quelle tension elle est alimentée ? 5V ou 1000V ?
    - Sa consommation max ? 10mA ou 10A ?
    - La précision demandée pour la mesure? 1µA ou 1nA ?
    L'age n'est pas un handicap .... Encore faut-il arriver jusque là pour le constater !

  6. #5
    Slownners

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Merci pour ta réponse, en fait il faut que j'intègre le capteur de courant sur une carte électronique. Je cherche un système similaire aux résistances shunt par exemple.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Slownners

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Citation Envoyé par Gri Pale Voir le message
    Salut !

    Regarde du côté des capteurs à effet Hall voire si tu peux trouver des schémas permettant d'en réaliser un.
    Sinon tu peux aussi en acheter, ils en font des très performants maintenant comme le suggère penthode ^^'

    Si c'est une variation de courant que tu veux détecter, tu peux intégrer le courant par un condo + ensemble résistif, les variations seront facilement identifiables (intégration + comparaison).
    L'avantage de cette méthode c'est que c'est beaucoup plus simple à réaliser qu'un effet Hall, c'est aussi bien moins précis et très sensible au bruit,

    -A, Gri Pale
    Je vais me renseigner du côté des capteurs à effet hall, merci

  9. #7
    Gri Pale

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Oui le principe du shunt est applicable mais comme dit DAUDET, il manque certaines infos ^^'

    Avec une simple shunt, si t'arrives à détecter des variations de 5 uA (c'est ce que tu veux faire il me semble), tu me donnes le nom de ton fournisseur direct stp ^^'

    Capteur à effet Hall sera le plus simple à utiliser, il te suffit de débourser 0,80€ + frais de port et tu as un capteur plus fiable que si tu le fais artisanalement.
    De plus, c'est très simple à rajouter sur une carte déjà prototypée

    L'effet Hall c'est grosso modo comme le shunt mais au lieu d'être résistif, c'est inductif, je te laisse te renseigner là dessus,

    Gri Pale

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  11. #8
    penthode

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    vu le champ magnétique obtenu avec un tel courant , j'ai comme un doute
    l'expérience est un peigne que vous offre la vie quand vous êtes devenu chauve.

  12. #9
    Gri Pale

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    En effet, à 0,80€ ça ne va pas le faire, j'ai parlé trop vite, à voir combien te coûte cette précision si tu achètes un tout fait ! Surtout que même les low power vont consommer une bonne dizaine de uA.

    T'as toujours l'option d'intégrer le courant par un condo (i(t) = Cdu/dt) et trouver une architecture pour exploiter la tension obtenue. Cette méthode nécessite un bon étage de filtrage.

  13. #10
    penthode

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    tu vas me le noyer là !
    l'expérience est un peigne que vous offre la vie quand vous êtes devenu chauve.

  14. #11
    Slownners

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Il est vrai que je galère à trouver un capteur à effet hall qui rentre dans mes critères.
    Pour les infos manquantes :

    -La carte est alimentée en 3.3V.
    -La conso max est théoriquement 20µA, mais elle peu monter jusqu'à plusieurs centaines de mA si la carte est défectueuse.
    -La précision doit être de 1µA.

    Que personne ne panique, je sais que la plage de mesure est gigantesque. Au delà de 50µA, je ne veux pas connaitre la valeur du courant.

    Merci pour toutes vos réponses.

  15. #12
    penthode

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    1 µA de résolution !

    on passe dans le domaine militaire , ou recherche nucléaire...

    je pense que ton maitre de stage n'est pas bien conscient de ce qu'il demande .
    l'expérience est un peigne que vous offre la vie quand vous êtes devenu chauve.

  16. #13
    DAUDET78

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Citation Envoyé par Slownners Voir le message
    Il est vrai que je galère à trouver un capteur à effet hall qui rentre dans mes critères.
    On oublie le capteur Hall qui est une utopie pour 50µA !
    -La carte est alimentée en 3.3V.
    Par quel genre d'alim ? qui peut délivrer combien de courant max ? Qui est protégée en courant max ?
    Tu disposes d'une autre source de tension (5 , 9 ou 12V) en auxiliaire pour alimenter le circuit de mesure ?
    C'est pour faire un banc de test automatique ou pour contrôler manuellement une carte pour voir ?
    Que personne ne panique, je sais que la plage de mesure est gigantesque. Au delà de 50µA, je ne veux pas connaitre la valeur du courant.
    Non, elle n'est pas gigantesque. Il suffi qu'au delà de 70µA le système entre en saturation et puisse laisse passer le courant quand ta carte n'est pas en veille . Quelle valeur "pas en veille"?
    L'age n'est pas un handicap .... Encore faut-il arriver jusque là pour le constater !

  17. #14
    Slownners

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    On oublie le capteur Hall qui est une utopie pour 50µA !
    Après recherche, je suis bien d'accord.

    Par quel genre d'alim ? qui peut délivrer combien de courant max ? Qui est protégée en courant max ?
    Tu disposes d'une autre source de tension (5 , 9 ou 12V) en auxiliaire pour alimenter le circuit de mesure ?
    C'est pour faire un banc de test automatique ou pour contrôler manuellement une carte pour voir ?
    C'est une alimentation de 5v que je transforme en 3V3 (régulateur à découpage) avec Iout(max) de 1A. Bien sûr je vais protéger la carte. En auxiliaire j'ai du +12V et du +5V. C'est bien pour faire un banc de test automatique.

    Non, elle n'est pas gigantesque. Il suffi qu'au delà de 70µA le système entre en saturation et puisse laisse passer le courant quand ta carte n'est pas en veille . Quelle valeur "pas en veille"?
    C'est ce que je sous entendais, pour "pas en veille" on alimente pas, en fait c'est pour simuler une pile qui alimente un réseau de sauvegarde. Donc hors veille je n'alimente pas la carte par là.

  18. #15
    penthode

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    en soluce "réaliste" je ne vois qu'un shunt déterminé selon la chute de tension acceptable.

    chute qui sera amplifiée par un AOP "de course" voir ampli d'instrumentation , pour obtenir une information exploitable
    l'expérience est un peigne que vous offre la vie quand vous êtes devenu chauve.

  19. #16
    DAUDET78

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Citation Envoyé par Slownners Voir le message
    en fait c'est pour simuler une pile qui alimente un réseau de sauvegarde.
    Donc en fait, tu n'a jamais plus que 20µA sur ton appareil de mesure ?
    Et si le réseau de veille bouffe 100mA, c'est qu'il y a un gros défaut (condensateur à l'envers ?) mais , dans ce cas, on se moque de maintenir le 3,3V à 3,3V, il peut s'écrouler à 2,5V ... la carte est en panne de toutes les façons et bonne pour le S.A.V.
    L'age n'est pas un handicap .... Encore faut-il arriver jusque là pour le constater !

  20. #17
    jiherve

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Bonjour,
    cela existe tout fait chez TI ou AD/LT par ex :http://www.ti.com/amplifier-circuit/...grated%20Shunt
    on cherche avec current sense amplifier et cela tombe comme à Gravelotte!
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  21. #18
    Slownners

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Donc en fait, tu n'a jamais plus que 20µA sur ton appareil de mesure ?
    Et si le réseau de veille bouffe 100mA, c'est qu'il y a un gros défaut (condensateur à l'envers ?) mais , dans ce cas, on se moque de maintenir le 3,3V à 3,3V, il peut s'écrouler à 2,5V ... la carte est en panne de toutes les façons et bonne pour le S.A.V.
    Oui il est vrai, mais il y a deux pannes possibles liées à ça, la première (la plus chiante) est celle qui provoque une consommation supplémentaire de l'ordre de le la dizaine de µA (composant mal soudé/composant défectueux/plein de truc possible en fait) et l'autre, le court circuit des familles qui transforme le µC en plancha. Le but serai de pouvoir différencier ces deux pannes quand il y en a une.

  22. #19
    Gri Pale

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Re !

    Tu peux regarder les architectures de traitement des photodiodes. Elles renvoient quelques uA et nombre d'entre elles permettent de mesurer ces variations microampèremétriques (on parle une langue vivante bowdel !).

    Voici leur principe général : le courant est d'abord filtré par un passe-haut RL (fc = 10Hz) pour les composantes continues. Puis, tu l'intègres grâce à un condo. Ca te donne une pulse de tension à redresser par un pont diviseur classique que t'alimentes avec ton 3.3V (il faut redresser pour ne pas travailler en tensions négatives). Tu compares les tensions obtenues et ça te permet de savoir plus ou moins fidèlement les variations de courant.

    L'amplitude de la tension après intégration sera directement dépendante de l'intensité du courant intégré.

    C'est une solution qui donne de superbes simulations mais en pratique c'est plus compliqué au moment d'amplifier le signal.

    J'tinvite à regarder les simus que j'ai fournies sur le sujet Trigger de Schmidt et sortie pulsée (https://forums.futura-sciences.com/e...ie-pulsee.html), les Ve ce sont mes tensions d'intégration obtenues pour des courants variant de seulement 1uA à 2.8uA, on observe des différences. Tout le problème est d'amplifier ces différences sans les amplifier (ie sans introduire de bruit)

    Tu peux aussi réaliser un shunt si tu trouves une résistance suffisamment précise, et encore une fois comparer les tensions obtenues. La particularité du shunt étant que les tensions ainsi obtenues seront DC et non pulsées, à voire si ça suffit pour ton application.

    -A, Gri Pale

  23. #20
    Slownners

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Citation Envoyé par jiherve Voir le message
    Bonjour,
    cela existe tout fait chez TI ou AD/LT par ex :http://www.ti.com/amplifier-circuit/...grated%20Shunt
    on cherche avec current sense amplifier et cela tombe comme à Gravelotte!
    JR
    Ça permettrait de détecter les courts circuits. Mais le plus important est de détecter les petites surconsommations. Mais merci de ton aide

  24. #21
    jiherve

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Re
    non cela permet surtout de mesurer le courant bien sur il faut chercher un peu et lire l'anglais !
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  25. #22
    Slownners

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Merci Gri Pale, franchement c'est super intéressant, le problème est que je vois déjà la tête de mes patrons si je leur présente ça. Il faut un système relativement simple. Dans le pire des cas, j'ai un plan b mais c'est pas esthétique. Je met mon alim 3V3 et les protections, je rajoute deux fiches bananes pour venir y mettre un multimètre histoire de mesurer le courant de manière précise. Mais j'aurais vraiment voulu faire autrement.

  26. #23
    Slownners

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Citation Envoyé par jiherve Voir le message
    Re
    non cela permet surtout de mesurer le courant bien sur il faut chercher un peu et lire l'anglais !
    JR
    Oui mais il faut voir la résolution aussi et elle ne correspond pas à ce que je veux. Et je doute que ce genre de produit existe pour ma résolution "militaire".
    Avec ça je ne peux pas voir des variations de l'ordre de la dizaine de µA.

  27. #24
    DAUDET78

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Citation Envoyé par Slownners Voir le message
    Oui il est vrai, mais il y a deux pannes possibles liées à ça, la première (la plus chiante) est celle qui provoque une consommation supplémentaire de l'ordre de le la dizaine de µA (composant mal soudé/composant défectueux/plein de truc possible en fait)
    c'est pour ça que je te propose une solution qui sort une tension analogique pour la gamme de courant de 0 à 70µA (par exemple)

    et l'autre, le court circuit des familles qui transforme le µC en plancha. Le but serai de pouvoir différencier ces deux pannes quand il y en a une
    . Et un voyant qui indique que ce n'est plus une fuite, mais un gros problème ! Le courant étant limité par ton alimentation de 3,3V ... et il n'y a plus de BBQ possible !
    L'age n'est pas un handicap .... Encore faut-il arriver jusque là pour le constater !

  28. #25
    jiherve

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Re
    voila chez AD/LT je doute que tu n'y trouves pas ton bonheur et soit dit en passant mesurer 1µA n'a rien de l'exploit et n'a rien de "militaire".
    Il faut choisir un modèle avec shunt externe et là tu feras ce que tu veux, il y en a mème avec sortie I²C et surveillance de température en plus.
    Bien sur qui dit shunt dit chutte de tension on n'a rien sans rien donc à toi de trouver le bon compromis entre sensibilité et perte.
    Ceci dit il n'existe aucune autre solution que la mesure shunt et tu n'arriveras jamais a faire un système de mesure de ton coté qui arrive à la cheville (Precision, CM,taille) de ce que les fabricants proposent.
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  29. #26
    Gri Pale

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Haha oui, c'est sûr que c'est une petite usine à gaz mais modérée, y en a pour même pas 10€ de composants

    Pour le multimètre, pourquoi pas, ne fais juste pas de mesure explosive d'intensité comme certains comparses que j'ai eu la joie de lire sur ce forum ^^'

    Pour un système très pratique tu peux utiliser un shunt comme le recommandent penthode et jiherve, il suffira d'amplifier la chute de tension générée, ce n'est pas ce qu'il y a de plus précis mais si tu veux juste détecter des consos sans savoir au dizième de micro ce que c'est exactement, ça peut largement suffire ! Et c'est quand plus sympathique que l'engin de torture que tu cites

    -A, Gri Pale
    Dernière modification par Gri Pale ; 07/08/2018 à 10h08.

  30. #27
    Slownners

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Et un voyant qui indique que ce n'est plus une fuite, mais un gros problème ! Le courant étant limité par ton alimentation de 3,3V ... et il n'y a plus de BBQ possible !
    Oui je compte bien empêcher ça de toutes manières, j'ai déjà eu des surprises avec un ancien banc de test qui ne limité pas le courant.. un charmant souvenir..

  31. #28
    Slownners

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Citation Envoyé par Gri Pale Voir le message
    Haha oui, c'est sûr que c'est une petite usine à gaz mais modérée, y en a pour même pas 10€ de composants

    Pour le multimètre, pourquoi pas, ne fais juste pas de mesure explosive d'intensité comme certains comparses que j'ai eu la joie de lire sur ce forum ^^'

    Pour un système très pratique tu peux utiliser un shunt comme le recommandent penthode et jiherve, il suffira d'amplifier la chute de tension générée, ce n'est pas ce qu'il y a de plus précis mais si tu veux juste détecter des consos sans savoir au dizième de micro ce que c'est exactement, ça peut largement suffire ! Et c'est quand plus sympathique que l'engin de torture que tu cites

    -A, Gri Pale
    Oui mais je pour une petite variation de courant ça ne se verra pas, non ?

  32. #29
    DAUDET78

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Citation Envoyé par jiherve Voir le message
    Ceci dit il n'existe aucune autre solution que la mesure shunt .....
    I don't agree .... Y a une autre solution.

    PS : Tu mets un shunt de 1K , soit une mesure de 20mV pour 20µA . Et si il passe 5mA , tu chute plus que la tension d'alimentation disponible
    Dernière modification par DAUDET78 ; 07/08/2018 à 10h30.
    L'age n'est pas un handicap .... Encore faut-il arriver jusque là pour le constater !

  33. #30
    jiherve

    Re : Comment réaliser un capteur de courant (µA) ?

    Re
    bien sur que si !
    Si ton montage consomme en moyenne 20µA alors 1µA c'est 1/20 soit 5% ce qui est une variation significative facilement mesurable.
    Il suffit de choisir le bon shunt, c'est basique comme problème.
    @ Daudet que proposes tu pour des courants aussi faibles ?
    j'ai vu ta modif et rien ne t'oblige à mettre 1K en shunt avec bien moins cela ira il faut juste un AOP ayant un CMRR d'enfer et du gain ce pourquoi sont conçus ces current sense amplifier
    JR
    Dernière modification par jiherve ; 07/08/2018 à 10h32.
    l'électronique c'est pas du vaudou!

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