Dúvida sobre medição de Corrente com Multímetro

Boa noite! Estou tentando descobrir o quanto de Corrente o meu projeto com Arduino consome mas encontrei uma dificuldade que até agora não consegui compreender:

Meus multímetros mostram valores bastante diferentes de corrente entre a escala de Ampère e de miliampère.

Fiz o teste com 3 multímetros diferentes  ( Aneng AN870  / Hikari HM-2090 Minipa ET-1110A )  e os 3 apresentam as mesmas características nessa medição:

   -  Quando estou medindo na escala A (ampere), os 3 registraram valores de +/- 0,100A, ou seja, 100mA.

   -  Já quando coloco na escala de mA, os 3 multímetros registram valores entre 10mA e 20mA.

E agora? Qual desses valores é o valor correto da corrente de consumo do meu circuito, 100mA ou o "10 à 20"mA?

Alguém sabe porque isso ocorre, essa diferença tão grande na leitura entre as escalas?

Há uma solução para contornar isso ao realizar as medições de corrente?

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PS: No meu projeto estou usando somente um 'Arduino Mega 2560 Pro Mini' e um 'Display Nextion', por enquanto. Tudo alimentado diretamente pela minha fonte de bancada, nada pela USB (cabo USB desconectado). E esse valor de 100mA bate com o valor de corrente que minha fonte (conversor DPS3005) está mostrando:

 

Mas não faço ideia de qual medida é a mais confiável nesse caso, 100mA ou 10mA... E nem o porque dos multímetros estarem fazendo isso (tanta diferença) na escala de mA...

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Respostas a este tópico

Bom dia, 

Vejo que não tem muita experiência com multímetros. 

Recomendo que leia o manual do aparelho para entender como usá-lo corretamente. 

  • Quando você selecionar a escala A (ampére) , use as pontas de provas nos plugs 20A (positivo)  e COM (negativo). 
  • Se for usar as escalas mA ou uA use os plugs mAuA (positivo) e COM (negativo). 

(Muito atenção ao usar o amperímetro, pois se exceder a corrente, queimará o fusível interno).

Você fez as medições dessa forma? 

Recomendo esse Tutorial (muito bom) :

How to Use a Multimeter

https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-use-a-multimeter/all

Sim fiz as medições dessa forma sim. Interrompi a ligação da minha fonte e liguei o multímetro em série, no GND da fonte. Usei ambos os plugues (o de 20A somente na escala de Ampere e o plugue de mA na escala de mA).

Veja as minhas ligações:

Até então eu tinha realizado as medições apenas no GND da fonte. Agora resolvi medir no VCC e olhe a diferença que deu (deu o dobro do valor da corrente em relação à medição que interrompia o GND da fonte):

Note que medindo no VCC, ambas as escalas (A e mA) batem seus resultados, porém o valor da corrente medida é o dobro de quando eu medi no GND).

Isso me deixou mais confuso ainda... Tive resultados semelhantes nos 3 multímetros. Não entendo o que estou fazendo de errado... Será que meus 3 multímetros "não prestam" para medir corrente?

Será que existe uma regra em que toda medição de corrente deve ser feita no VCC ou no GND?

Boa tarde RD, (se não gosta que te chame pelas iniciais, avise),

qual Arduíno está usando ?  UNO, mega, mini, etc...

Qual pino do  Arduíno está ligando esta saída de +5V (vermelho) ?

RV

Estou usando o Mega 2560 Pro Mini, alimentando com 5V no pino VCC (3º pino, da esquerda p/ direita, na linha inferior de pinos - escrito 5V). Esse aqui:
Essa saída 5V (vermelha) da fonte que aparece na foto eu alimento o barramento de VCC da minha protoboard.

Esse barramento da protoboard além de alimentar o Arduino, também alimenta um display Nextion NX3224T024 de 2,4", um módulo MP3 DFPlayer Mini e um módulo termopar Max6675.

Por favor faça a seguinte medição:

1o. caso. Amprimetro no GND.

    Com o amperimetro conectado, meça a voltagem entre o +5V e o GND

         do Arduíno ou do barramento . (Se forem as mesma conexões). 

2o. caso. Amprimetro no +5V.

    Com o amperimetro conectado, repita as medições.

Depois poste aqui pra gente ver.

RV.

Seguem os resultados:

1º caso

2º caso

Mas acredito que o Elcids Chagas tem razão. Não dá para confiar na medida dos multímetros digitais nesse caso que envolve circuitos mais complexos (com microcontroladores, etc).


Nesse caso será que um multímetro analógico resolveria o problema e faria a leitura da corrente de forma mais precisa?

Acredito que um multímetro analógico sofrerá muito pouca interferência externa.

Como ele é de ponteiro, a visualização é inferior ao digital, mas ele tem maior 

"segurança"  nas medidas.

RV

Rodrigo boa noite, 

Parece que você esta efetuando as medições de forma incorreta. 

As fotos ficaram muito boas, mas não dá para entender como esta fazendo as medições. 

Por favor envie um diagrama de como esta conectando os medidores. 

Essa sua fonte usa medidores chineses de baixa qualidade e baixa precisão. 

Eu confiaria nas medições dos multímetros. Mas acho que esta conectando algo de forma incorreta. 

Você tem razão, acho que cometi um deslize na minha medição. As ligações do multímetro acho que estão corretas, mas esqueci o canal 2 da fonte conectado em outra parte do meu circuito. Mesmo ele estando desligado, o GND dele está em curto com o canal 1. Estou fazendo um esquemático aqui e te responderei mais abaixo.

Rodrigo, dá para ver que tem um cabo conectado no canal 2 da Fonte.

O que esta conectado nesse cabo? 

Não use o canal 2 da fonte. 

olá Rodrigo.

      A grande maioria das pessoas se esquece de como o Multímetro Digital   funciona, ou acham que o Multímetro é "mágico", e basta conectar ele nos pontos a serem medidos e aí ler o valor no Display. Mas não é isso exatamente como as coisas são de fato.

      Entenda:  todas as medições em um Multímetro Digital, são amostradas, como em qualquer Sistema de Medição digital.  Ou seja, existe uma Taxa de Amostragem sendo usada para fazer as conversões AD  e então pós-processar o resultado desta conversão e exibir no Display.

      Se na medição (seja tensão ou corrente), há instantâneos de pico que duram menos tempo que o período correspondente à Taxa de Amostragem, então a intensidade deste instantâneo poderá não ser contabilizada na medição, ou será parcialmente contabilizada.

      Praticamente todos os Sistemas Digitais,  tem instantâneos no consumo de energia.  Alguns tem mais, outros tem menos.  E pior ainda:  os momentos ou intervalos de tempo em que ocorrem estes instantâneos nas variações da corrente consumida, variam tremendamente de Sistema para Sistema.

      Quando usamos Multímetros com o "True RMS",  estes "problemas" são minimizados, mas não eliminados.  O quanto um "True RMS"  irá corresponder à realidade, vai depender da Taxa de Amostragem usada por esse Multímetro, e de como ele faz o "pós-processamento" das amostras para então exibir no Display (podem haver filtros digitais ativados, mediação, integração, etc).

      No seu caso,  há o Mega, e o consumo principal do Mega é essencialmente do Processador AVR.  Esta parte do consumo do Processador, é bem fácil de estimar, bastando olhar os dados fornecidos no datasheet (valores e gráficos, nas condições de temperaturas e alimentação especificadas).

      Mas há também o Nextion. Para este já é mais complexo, pois ele tem um consumo "normal", mas tem instantâneos bem altos na corrente consumida. Além disso,  o intervalo de tempo entre estes picos,  poderá variar muito (além da própria duração de um pico isolado). Então a coisa é bem mais embaixo.

      Em situações mais complexas, o que se faz (eu já tive que fazer isso),  é vc mesmo fazer a medição. O processo é o mesmo de sempre:  usar uma Resistência de valor baixo em série com a linha que se quer medir a corrente.  O valor da Resistência deve ser tal que não influencie no funcionamento do Circuito sob medição.  Então se usa um Osciloscópio para medira a forma de onda (amplitude e tempo) sobre a Resistência. Tendo isto em mãos, vc verá todo o comportamento da corrente, e basta se calcular a corrente conforme desejado (mediação, ou parcialmente classificada).  Claro isto permite vc também classificar o comportamento da corrente, e deduzir ou afirmar quem está sendo o responsável por cada "trecho" do consumo visualizado no Osciloscópio.  Esta não é uma tarefa convencional, e pode exigir destreza com a instrumentação, e até mesmo uma dose de paciência.

      Sobre as diferenças entre medir na linha do GND ou na linha do +5V,  existe uma explicação simples. Vou esclarecer. As impedâncias do Multímetro nas medições de corrente são baixas, mas mesmo assim não é zero. E a ordem de grandeza das medições (os "samples")  é da mesma ordem da impedância do Multímetro. Explicando:  a Impedância poderá ser de apenas algumas dezenas de mili-Ohms, mas a tensão resultante sobre ela também será desta mesma ordem, bem baixa.  Ou seja,  menor tensão, menor a Relação Sinal/Ruído.  E como o ruído é totalmente dependente das condições ambientais (entenda-se aqui que até a posição física e comprimentos de cabos influencia nestes ruídos ambientais),   vc terá resultados diferentes para cada condição, uma vez que a corrente é medida indiretamente pela medição da tensão resultante sobre a Impedância do Multímetro durante a medição.

      E claro:  o EMI no ambiente,  poderá ser o mais diverso possível,  seja vindo de fortes "spikes" de todo tipo de Lâmpadas no Ambiente (e outras "coisas" como as próprias fontes de alimentação),  seja vindo de Induções de 60Hz da rede elétrica AC (sim, isto também conta como EMI),  seja vindo de "fontes" de RF (ou vc acha que a forte potência de RF do seu Smartphone que vc deixou aí por perto, não está interferindo na medição?).

      E cada escala do Multímetro (em mA ou A),  tem uma impedância diferente,  e portanto é influenciada de forma diferente por todos os fatores que mencionei.

      Ah sim:  certamente o Nextion também gera muita  EMI, como ocorre com praticamente todos os Displays Gráficos de média a alta resolução (devido aos circuitos de alta-velocidade e os "scans" dos pixels da tela).

     Espero ter ajudado.

     Abrçs,

     Elcids

Minha nossa, 99,9% do que você falou eu não faziam ideia... Muito obrigado por essa aula!

Mas se eu quiser apenas ter uma noção de quanta corrente meu circuito total consome (para poder escolher a fonte de alimentação com capacidade adequada ou para eventualmente usar um transistor para fazer o liga/desliga da alimentação de um microcontrolador ou do display Nextion) então apenas um multímetro não me ajudaria muito, né?

Pois não tenho osciloscópio, sou só novo entusiasta desenvolvendo projetos para mim mesmo (mas se tiver oportunidade gostaria de entrar nessa área de desenvolvimento, quanto tiver conhecimentos mais sólidos).

O "mais fácil" no momento seria eu considerar a maior corrente (200mA medido no +5V) e considerar uma fonte com pelo menos 400mA, né?

Eu não fazia ideia dessa dificuldade em medir correntes. E de fato o Nextion trabalha com um microcontrolador de 72MHz, deve gerar muita coisa que atrapalha na leitura do multímetro.

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