Hallo alle!
ich hab diesen Beitrag zur Messung von Strömen in weiten Bereichen gelesen. Das Thema ist für die Verbrauchsmessung von Sensoren (µC + Sensoren + WLAN/RF-Sendemodulen) sehr interessant, da dort Ströme von < 1 µA (Power down- mode) bis zu 100 mA und mehr (Stromspitzen beim Senden im WLAN) auftreten.
Zur Strommessung solcher Sensoren könnte man einen Shunt von 1 Ohm einsetzen, das gäbe bei 100 mA gut messbare 0,1 Volt Spannungsabfall, bei 1 mA wären es noch 1 mV. (Die INA219-Module arbeiten so).
Sehr geringe Ströme gehen aber mehr oder minder im Rauschen unter. Bei 1 µA müsste man 1 µV messen. Zudem bräuchte man einen 20-Bit-Wandler, um bei einer Auflösung von 0,1 µA einen Messbereich von 0,1 µA bis 0,1 A zu erreichen. (Der Ina 219 arbeitet mit 9-12 Bit bei 12-2 Samples pro ms, wobei die Samplingrate umso geringer ist, je höher die Auflösung ist.)
Ein größerer Shunt geht auch nicht, weil dann bei größeren Strömen der Spannungsabfall zu hoch wird und außerdem die Verlustleistung steigt, so dass das Ding irgendwann durchbrennt.
Außerdem müsste man für vernünftige Werte in sehr schneller Folge messen - mindestens 10 Messungen pro ms, besser mehr, um kurze Stromspitzen möglichst exakt zu registrieren.
Die Lösung aus dem obigen Link sind zwei unterschiedliche Shunts in Reihe, wobei bei höheren Strömen der größere Shunt überbrückt wird. Eigentlich banal.
Für diese Überbrückung braucht man aber einen schnellen Schalter. Wie der aussieht, wurde in der Quelle wohlweislich verschwiegen.
Frage nun: Mit welchen elektronischen Bauteilen könnte man so einen Schalter realisieren?
Im Idealfall muss er
- bei Spannungen von 1,8 bis 5 Volt arbeiten
- Ströme von ca. 0,1 bis 100 mA durchschalten
- sehr schnell sein (idealerweise im ns-Bereich, wenigstens im einstelligen µs-Bereich)
- einen geringen Spannungsabfall (idealerweise null) haben
- einen geringen, möglichst konstanten Widerstand haben (idealerweise null)
Hat da jemand eine Idee?