So schätzen Sie den Stromverbrauch von ICs ab

Hier ist eine Schaltung mit einigen fiktiven ICs und fiktiven Strömen, die alle relevanten Strompfade veranschaulicht:

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Dies ist nur eine gigantische Anwendung von Kirchhoffs aktuellem Gesetz.

Die Punkte E und F sind die positiven Versorgungspins der beiden ICs, die gepunkteten Kästchen. G und H sind die negativen Versorgungsstifte.

V, W, X, Y und Z sind Eingänge oder Ausgänge für diese ICs. Egal ob Eingang oder Ausgang, entscheidend ist die Stromrichtung.

In Bezug auf Ihre Frage würde sich "Eingangsstrom" auf den Strom beziehen, der in einen Eingangsanschluss eintritt oder aus ihm austritt, sagen wir X. Ich weiß, dass X wie ein Ausgang aussieht, aber die Stromrichtung bestimmt dies nicht - es könnte sich um einen niedrig gehaltenen Eingang handeln, was würde führen zu diesem Eingangsquellenstrom , wie gezeigt.

Die Ströme I7 und I9 fließen direkt durch ihren jeweiligen IC und stellen das dar, was Sie als "Stromversorgungsstrom" oder "Betriebsstrom" für diese ICs bezeichnen würden.

Das Wichtigste ist, dass alle Ströme, die von der positiven Versorgungsspannungsquelle Vs in den Schaltkreis eintreten, sich zu demselben Betrag summieren müssen wie die Summe aller Ströme, die über Masse zu dieser Quelle zurückkehren.

Was die Stromversorgung betrifft, geht es Ihnen nur um diese Summe. Für jeden IC oder (anderen Pfad, wie Q1) müssen Sie die Summe aus dem Betriebsstrom des IC und den maximalen Strömen berechnen, die von einem seiner Ausgänge oder Eingänge stammen. Die Summe all dieser Summen wird die Summe sein, die ich nenne$I_S$hier, und dies ist die Gesamtstromaufnahme der Schaltung von der Quelle$V_S$.

Um dies in den Kontext Ihres Beispiels zu stellen, benötigt der Arduino X-Strom für sich. Der DAC wird Y für sich selbst verbrauchen. Die DAC-Eingänge werden jeweils Senke oder Quelle P = 750μΑ. Die SPI-Pins werden jeweils einige Mikroampere aufnehmen oder liefern, sagen wir Q = 10μΑ.

Wichtig ist, dass, wenn ein IC Strom für ein Signal liefert, alles andere, was mit diesem Signal verbunden ist, es versenken muss und umgekehrt, sodass Sie jeden Signalstrom nur einmal berücksichtigen müssen. Zeichnen Sie im Zweifelsfall die Strompfade, wie ich es oben getan habe, und überzeugen Sie sich von den Gesamtströmen, die in jeden IC eintreten und ihn verlassen. Sie werden es schnell "verstehen".

Für dieses Beispiel mit 3 SPI-Signalen und (sagen wir) 2 DAC-Eingängen wäre der aus der Versorgung gezogene Gesamtstrom im schlimmsten Fall X + Y + 2P + 3Q (Sensoren habe ich hier nicht berücksichtigt).

Es ist ein bisschen naiv, weil Sie vielleicht 2 oder mehr separate Netzteile haben, die eine gemeinsame Basis haben, aber im Zweifelsfall zeichnen Sie einfach ein Blockdiagramm wie ich und sehen Sie selbst, was los ist.

Der Betriebsstrom bedeutet die vollständige Stromaufnahme des IC. Auch wenn der Stromverbrauch auf SPI, I2C usw. nicht sehr gering ist, können Sie sich darüber keine Sorgen machen. Wie auch immer, 1 IC verursacht bei Arduino keine Stromprobleme, sodass Sie es anschließen und den Strom messen können. Außerdem reicht die Stromversorgung von Arduino möglicherweise nicht aus, um VCCs vieler ICs mit Strom zu versorgen. Dann müssten Sie eine separate Stromquelle verwenden, die jedoch mit Arduino dieselbe Erdung haben muss. Sie können also beispielsweise Arduino nicht über USB und die VCCs Ihrer ICs über eine Batterie mit Strom versorgen.

Verwenden Sie LT-Spice oder eine beliebige Spice-Software. Aber es dauert einige Zeit, dies zu lernen. Es gibt viele Online-Tutorials, die Ihnen dabei helfen.