はじめに
ESP32 や nRF52840 をリポバッテリで駆動する際に消費電流を「μA単位で測定」したい
MAS830Bでは測定できない
概要
秋月電子などの計測器を調べ
Reddit でも「μA級の測定に最適」「uCurrent Goldよりも良い」と評価されていました
スペック確認
欲しい機能は直流（DC）で、測定希望値は２〜200μAですのでこれにします
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Specifications |
Range |
Resolution |
Accuracy |
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DC Voltage |
200mV/2V/20V/200V 600V |
0.1mV/1mV/10mV/0.1V 1V |
±(0.5%+3) ±(0.8%+5) |
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AC Voltage |
200V/600V |
0.1V/1V |
±(1.2%+10) |
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DC Current |
20μA 200μA/2mA 20mA 200mA 10A |
0.01μA 0.1μA/1μA 10μA 0.1mA 10mA |
±(1.0%+3) ±(1.0%+3) ±(1.0%+5) ±(1.5%+5) ±(3.0%+10) |
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Resistance |
200Ω 2kΩ/20kΩ/200kΩ 2MΩ |
0.1Ω 1Ω/10Ω/0.1kΩ 1kΩ |
±(0.8%+5) ±(0.8%+2) ±(1.0%+5) |
マニュアル
計測出来ません
- 電源を切って計測器を割り込ませたところ、マイコンが停止して測定できませんでした。シャント抵抗の値が高すぎるようです
INA219モジュールで計測できた
構想
- シャント抵抗は、値が低いと測定精度が低下しますが、値を高くすると精度は向上する一方で電圧降下が生じ、温湿度計測用のマイコンが動作しなくなってしまいます。そのため、0.2Ω程度に設定したいと考えています
- Amazonで探したら、0.1Ωのシャント抵抗がありました。インターナルゲインを±40mV（最小値）に設定すると、最大電流は±400mA（0.04V/0.1Ω）で、分解能は0.1mA（0.4A/12Bit)になります。
- メーカー資料から
調達
-
電流電源計測モジュール
I2C信号をシリアルプロッターにデータを送る
- SerialPlot v0.13を使いました
ソフト
実装
計測できました
- 電流測定データをPCへシリアル通信で送信し、SerialPlotで可視化しました
- スタート後、BLE送信し、その後30分ほど待機。この動作を繰り返します。電流はスタート時5mA、BLE送信時最大15mA、待機時は平均0.5mAくらいです
SANWA CD732で測定できた
内部抵抗をみて購入
・シャント抵抗で電圧降下はしますが、測定できると思い購入しました
両端電圧 = 内部抵抗値 × 測定電流値 = 0.5Ω × 0.1A = 0.05V
機器電圧= リポバッテリー電圧 - 両端電圧 = 3.7V - 0.05V = 3.64V（問題なく稼働する）
| ファンクション | レンジ | 入力抵抗 |
| 直流電流 | 600.0μA | 約50 Ω |
| 6000μA | 約50 Ω | |
| 60.00 mA | 約0.5 Ω | |
| 600.0 mA | 約0.5 Ω | |
| 6.000 A | 約0.05 Ω | |
| 15.00 A | 約0.05 Ω |
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国内販売分は売り切れていたため、少し不安でしたが並行輸入品を購入しました
![デジタルテスター CD732 [並行輸入品]](https://m.media-amazon.com/images/I/41Uc7Hj3h+L._SL500_.jpg "デジタルテスター CD732 [並行輸入品]")
細かく測れるが可変電流は測定できない
・CD732で実測すると、56.6μAあたりで変化します。INA219の感度は100μAなので、値としては0.0〜0.1mVになります
・電流値はBLE通信やLEDの点滅の影響で変動するため、平均値を把握することができません
まとめ
今回の目的からするとやや精度は低いですが、「INA219モジュール」を使うのがベターです。
以上です。ここまでご覧いただき、ありがとうございました
