IoT. Medir corriente (parte 2): Osciloscopio.

Continuando con la entrada anterior del blog, en esta entrada se va a hablar de cómo visualizar el consumo de corriente de los dispositivos alimentados por baterías, usando para ello un osciloscopio digital.

Un osciloscopio nos permite ver y medir el voltaje o caída de tensión que hay entre dos puntos de un circuito en función del tiempo, en este caso no queremos ver el voltaje que hay entre dos puntos de nuestro dispositivo, si no la corriente que pasa por él. Por lo que tendremos que convertir de alguna forma esa corriente que pasa por el dispositivo a un voltaje que poder observar con el osciloscopio.

La forma más sencilla de convertir la corriente que consume el dispositivo a un voltaje es añadir una resistencia en serie con el dispositivo (como hace el multímetro), al estar la resistencia en serie con el dispositivo, podemos ver en el osciloscopio la caída de tensión que se produce en la resistencia al pasar por ella la corriente que consume el dispositivo.

Ressitencia serie osciloscopio

Resistencia en serie con el dispositivo para medir corriente.

Aplicando la ley de Ohm (V = I * R), sabemos que la corriente que pasa por el dispositivo es el voltaje que se osberva en el osciloscopio conectado a la resistencia de medida, dividido por el valor de la resistencia. Al igual que en el caso de usar el multímetro para medir corriente en serie con el dispositivo, y como se  explica en la entrada anterior, esa resistencia provoca una pérdida de voltaje o “burden voltage” que debemos considerar ya que puede alterar la medida.

Por lo que debemos ser cuidadosos con el valor de resistencia que ponemos en serie con el dispositivo, y ese valor dependerá de la magnitud de la corriente a medir, el máximo burden voltage que podemos tolerar y del ruido y la resolución del osciloscopio.

En función de la magnitud de la corriente a medir y del burden voltage seleccionamos la resistencia, si por ejemplo tenemos un dispositivo con un consumo máximo de 300 mA y el burden voltage máximo que queremos tener es 30 mV, seleccionamos una R de 0.1 ohmios (300 mA * 0.1 Ohmios = 30 mV), cada vez que por el dispositivo pasen por ejemplo 100 mA, en el osciloscopio veremos un voltaje de 10 mV.

Por cada 1 mA que pasen por la resistencia de 0.1 ohmios, en el osciloscopio veremos una variación de 0.1 mV. En la imagen inferior vemos un PCB que solo lleva soldada una R de 0.1 ohmios, PCB que usaremos para cablear en serie con la batería del dispositivo y visualizar su consumo de corriente.

R 0.1 ohmios

R 0.1 Ohmios

Vamos a realizar la siguiente prueba, cogemos una resistencia de 0.1 ohmios y la ponemos en serie con el dispositivo de la entrada anterior del blog para poder ver su consumo (para ello en la siguiente imagen cambiamos el PCB rojo por el azul con la R de 0.1 ohmios).

PCB captura

Placa con una resistencia en serie con la batería para capturar el consumo de corriente.

El dispositivo está en la configuración vista en la entrada anterior en la que se usaba un DC-DC a continuación de la batería, ponemos la sonda del osciloscopio entre los extremos de la resistencia de 0.1 ohmios para visualizar la corriente que pasa por ella.

Captura osciloscopio

Captura con R de 0.1 ohmios. Osciloscopio Rigol DS1054z.

Usando un osciloscopio de bajo coste como el DS1054Z (hoy en día hay mejores opciones de compra) podemos capturar el voltaje que cae en la resistencia por el paso de la corriente, en este caso hemos capturado 12 segundos de tiempo, donde el dispositvo está durmiendo, se despierta para hacer la tarea asignada, y se vuelve a dormir (esta captura se detallaba en la entrada anterior).

Dividiendo los valores de voltaje en cualquier punto de la captura, entre el valor de la resistencia que usamos para la captura, hacemos la conversión de voltaje a corriente en ese punto. Por ejemplo vemos que el voltaje máximo visto por el osciloscopio es de 12.7 mV en el centro de la imagen, ese voltaje tendrá lugar cuando por el dispositivo y la resistencia en serie con este pasan 127 mA (12.7 mV / 0.1 Ohmios), es decir cuando el dispositivo está consumiendo 127 mA de la batería.

Los oscilocopios de bajo coste no son instrumentos precisos a la hora de medir un nivel de voltaje comparados con otros equipos, debido a su resolución y a su nivel de ruido.

La resolución de un osciloscopio es la mínima variación de voltaje que el osciloscopio puede cuantifica/detectar y representar en la pantalla, es función del número de bits que tenga su ADC y de la escala de voltaje que seleccionemos en el osciloscopio para su eje vertical.

Por ejemplo, en la imagen superior estamos usando un osciloscopio con un ADC de 8 bits (como en casi todos los osciloscopios de bajo coste), y hemos seleccionado una escala de voltaje en el eje vertical de 2 mV por división, el osciloscopio tiene 8 divisiones en el eje vertical, por lo que la variación máxima de voltaje de la señal que puede medir el osciloscopio es de 16 mV. Todo valor de la señal que esté por encima o por debajo de los 16 mV que abarcan la pantalla del osciloscopio se perderá, si nuestra señal es mayor a 16 mV para poder verla tendremos que seleccionar una escala en el osciloscopio mayor de 2 mV por división para el eje vertical.

La resolución del osciloscopio en este caso serán los 16 mV que suman las 8 divisiones de 2 mV de la pantalla, entre 256 (un registro de 8 bits puede representar 256 valores númericos distintos), es decir 16 mV / 256 = 62.5 uV. Si dividimos el eje vertical del osciloscopio en 256 puntos (8 bits del ADC), cada incremento de voltaje de 62.5 uV de la señal hará que esta suba un punto en su representación en la pantalla.

Para hacer la conversión de voltaje a corriente estamos usando una resistencia de 0.1 ohmios, luego nuestra resolución de corriente serán los 62.5 uV / 0.1 ohmios = 0.625 mA, cada incremento de 0.625 mA del consumo de nuestro dispositivo, hará que la señal del osciloscopio suba un punto en el eje vertical de la pantalla del osciloscopio. Una resolución de 0.625 mA en este caso es aceptable para una señal que puede variar entre 0 y 160 mA (16 mV  / 0.1 ohmios).

El problema aquí lo tenemos en el ruido del osciloscopio, si medimos el ruido que el osciloscopio tiene en su escala de 2 mV por división vemos lo siguiente:

Ruido osciloscopio

Ruido del osciloscopio en su escala de 2 mV división.

Un ruido pico a pico de 1.36 mV, es decir sobre la señal que medimos (señal con una amplitud comprendida entre 0 y 16 mV, valor máximo de señal medible en esta escala de 2 mV del osciloscopio) hay un ruido de 1.36 mV, que si lo traducimos a corriente usando la resistencia de 0.1 ohmios, tendríamos un ruido de 13.6 mA sobre la medida de una corriente comprendida entre 0 y 160 mA, un error del 7.5 % en el mejor de los casos.

Reduciendo el ancho de banda del osciloscopio, la memoria de captura, la intesidad del display, o haciendo un promedio de las medidas haríamos que nuestro ojo viese una señal menos ruidosa en la pantalla del osciloscopio, ya que todo ruido está sobre una señal, pero aún así es un nivel de ruido importante y nos puede hacer perder detalles de la señal.

Una forma de disminuir el ruido es medir la señal en otra escala distinta del eje vertical, ya que el ruido del osciloscopio es función de los voltios por división que tengamos seleccionados en el eje vertical.

Por ejemplo si en el Rigol DS1054z nos vamos a su escala de 100 mV por división (donde podremos ver una señal con una amplitud comprendida entre 0 y 800 mV), vemos el siguiente nivel de ruido:

Ruido 100 mV

Ruido en la escala de 100 mV por división.

Un ruido de 8 mV pico a pico, es decir el ruido representa un 1% del fondo de escala (máximo valor medible en la escala de 100 mV por división, 800 mV en este caso), bastante mejor que el ruido del 7.5% del fondo de escala que encontrabamos en la escala de 2 mV por división.

En la escala de 100 mV por división, la resolución del osciloscopio será de 800 mV / 256 = 3.125 mV (bastante peor que la resolución de la escala de 2 mV por división).

Para aprovechar al máximo la resolución que nos puede dar el osciloscopio, debemos elegir una escala de voltios por división en donde la señal a visualizar ocupe lo máximo posible del eje vertical de la pantalla (cuanto menor sean los voltios por división elegidos mejor será la resolución del osciloscopio).

En la primera captura de corriente del osciloscopio con la resistencia de 0.1 Ohmios, mediamos un valor máximo de 12.7 mV (cuando pasaban 127 mA por la resistencia). Si queremos llevar la corriente de 127 mA a la escala de 100 mV por división del osciloscopio (para tener menos ruido en la medida), una forma fácil sería usar una resistencia de 5 Ohmios en lugar de la resistencia de 0.1 Ohmios.

Con una resistencia de 5 Ohmios, cuando pasen 127 mA por ella, nos daría un voltaje de 635 mV en sus extremos que visualizaremos en el osciloscopio, ocupando la mayor parte de la pantalla de 800 mV. Pero aquí tendríamos un “burden voltage” de 635 mV, que habría que restar a la alimentación del dispositivo, y que provocarían una medida errónea de corriente o incluso un mal funcionamiento del dispositvo si nos quedamos por deabajo de su voltaje mínimo de alimentación.

La forma correcta de llevar la corriente de 127 mA anterior a la escala de 100 mV por división del osciloscopio, sería seguir usando una resistencia de pequeño valor que produzca un “burden voltage” admisible, y amplificar la caída de tensión que el paso de la corriente produce en esa pequeña resistencia, como se puede ver en la siguiente imagen.

R con amplificador

Resistencia en serie con amplificador.

Aunque en este caso hay que tener cuidado con las caracterísitcas del circuito que vamos a usar para amplificar la señal de la resistencia, ya que tendrá un ancho de banda, generara un ruido a su salida debido a su funcionamiento (ruido que habrá que añadir al propio del osciloscopio), etc..

Todos los componentes electrónicos generan ruido cuando pasa una corriente por ellos (thermal, shot, flicker, burst noise..), hasta una simple resistencia tiene varios tipos de ruido asociados, y aunque esos ruidos pueden ser muy pequeños, cuando tenemos un amplificador además de la señal también amplificamos el ruido de esta. Y si para medir y llevar la señal de corriente a la escala de 100 mV por división del osciloscopio, el uso del amplificador va a generar más ruido que el que encontrabamos en la escala de 2 mV por división (sin usar amplificador), pues no ganaríamos nada usando un amplificador para cambiar a una escala de menor ruido del eje vertical del osciloscopio.

Como se puede ver en la siguiente imagen, esta vez vamos a visualizar en el osciloscopio la corriente que consume nuestro dispositivo usando una resistencia en serie y un amplificador:

Captura con amplificador

Captura de corriente con resistencia en serie y amplificador.

La placa roja de la imagen lleva una resistencia de 0.05 Ohmios, que se pone en serie con el dispositivo para medir corriente, la caída de tensión que se produce por el paso de la corriente se amplifica por 100 para ser visualizada en el osciloscopio. Luego 1 mA de corriente que pase por la resistencia producirá una tensión de 5 mV  (0.05 * 1 mA * 100) a la salida del amplificador.

En la siguiente imagen podemos ver la captura en el osciloscopio usando un amplificador, esta vez en la escala de 100 mV por división, y la comparamos con la captura anterior en la escala de 2 mV por división:

Captura

Captura superior: Resistencia + Amplificador. Captura inferior: Resistencia sin amplificador. 1 cuadro vertical = 20 mA.

Como se puede ver comparando ambas capturas, ahora tenemos una señal con menos ruido, si miramos la línea a la altura de 0 voltios (la flechita con un 1 en en el eje vertical) vemos que esta línea es mucho más fina en la captura superior con amplificador que en la inferior sin amplificador, el grosor de esa línea es producida por el ruido.

Llevando la captura de corriente a la escala de 100 mV por división del osciloscopio conseguimos una captura de señal con menos ruido. Pero vemos también que el trazo en la parte central de la señal, correspondiente al consumo del dispositivo cuando envía datos, es un trazo más estrecho en la captura con amplificador, esto no es debido solamente a que hay menos ruido, si no a que el ancho de banda del amplificador está atenuando esa parte de la señal (explico esto más adelante).

A continuación voy a mostrar el resultado de usar un uCurrent Gold (a nivel de aficionado el uCurrent se usa bastante para esto) para visualizar la corriente que pasa por un dispositivo en un osciloscopio. Internamente el uCurrent Gold es muy similar a la placa roja del amplificador usado en la captura anterior, lleva una resistencia de 0.01 Ohmios y un amplificador que a su salida multiplica por 100 la caída de tensión que el paso de la corriente provoca en esa resistencia, por cada 1 mA que pase por la resistencia que usa para medir el uCurrent, este dará 1 mV a su salida (0.01 Ohms * 1 mA * 100).

uCurrent Gold

Usamos un uCurrent Gold para capturar la corriente de nuestro dispositivo.

Vamos a ver la captura del uCurrent, y la comparamos con las capturas anteriores de la resistencia de 0.1 Ohmios y de la placa roja con resistencia + amplificador.

Captura uCurrent

Captura con resistencia 0.1 Ohms, R + Amplificador, uCurrent Gold.

Realizo la misma captura con un GDS-2204E, osciloscopio de bajo coste que tiene menos ruido que el Rigol anterior y nos permite ver las imagenes un poco más grandes.

Captura con resistencia 0.1 Ohms, R + Amplificador, uCurrent Gold.

Captura con resistencia 0.1 Ohms, R + Amplificador, uCurrent Gold.

Como podemos ver en las capturas anteriores con ambos osciloscopios, usando el uCurrent para medir la corriente tenemos más ruido, y por tanto peor resultado que usando para realizar la medida una simple resistencia de 0.1 Ohmios en serie con nuestro dispositivo.

Para terminar de hablar del uso del amplificador, una pregunta podría ser, por qué usar un amplificador externo con la resistencia, cuando el osciloscopio ya tiene un amplificador interno, que nos permite multiplicar la señal de entrada (habitualmente atenuada por una sonda) por distintos valores.

Osciloscopio amplificador

Internamente el osciloscopio tiene un atenuador + amplificador que puede ajustar la señal al rango de su ADC.

Por lo que para el caso de buscar una medida con menos ruido podríamos pensar, usamos una resistencia de 0.1 Ohmios para tomar la medida y para usar la escala de 100 mV por división en lugar de la de 2 mV por división, hacemos que el amplificador interno del osciloscopio multiplique la señal de entrada por 50, y de esta manera no tenemos que usar un amplificador externo. El resultado sería el siguiente:

Amplificador interno osciloscopio

Seleccionamos que el osciloscopio amplifique por 50 la señal de entrada.

En la imagen superior hemos seleccionado que el osciloscopio amplfique por 50 la señal de entrada, pero también está amplificando por 50 el ruido que genera la etapa de entrada del osciloscopio, tenemos un ruido de 64 mV pico a pico en la escala de 100 mV por división, frente a los 8 mV pico a pico de ruido que teníamos si no usamos el ampificador interno del osciloscopio para esta escala.

Por lo que siempre que se quieran medir señales muy pequeñas con el osciloscopio, hay que usar la sonda del osciloscopio en x1 para minimizar el ruido que genera este al no tener que amplificar la señal de entrada, como sería el caso si usasemos la sonda en x10. También a la hora de medir señales delicadas (ya sean valores pequeños de voltaje o señales de frecuencia alta) quitaremos el cablecito de tierra de la sonda del osciloscopio, y usaremos el clip o muelle metálico que se pone en su lugar. Este cablecito de tierra de la sonda añade una pequeña inductancia, que a la hora de medir voltajes pequeños introducirá ruido, y a la hora de medir señales con frecuencias altas puede modificar su forma añadiendo sobre y suboscilaciones.

Hasta aquí con el ruido del osciloscopio, para hablar ahora de otros problemas que nos pueden afectar a la hora de medir la señal, como puede ser el ancho de banda del amplificador y la frecuencia de muestreo del osciloscopio.

Todos los amplificadores van a tener un ancho de banda, definiendo ese “ancho de banda” según nuestro interés para esta entrada del blog, sería la frecuencia máxima de la señal de entrada que el amplificador puede amplificar, sin que se atenúe la señal generada a su salida (señal de salida = señal de entrada * ganancia del amplificador).

De igual forma el osciloscopio tiene un ancho de banda, que es la frecuencia máxima de la señal senoidal que un osciloscopio puede medir sin atenuarla 3dB (sobre el 70% del valor real de la señal) en su pantalla. No nos va a suponer un problema, ya que hoy en día los osciloscopios de bajo coste suelen tener anchos de banda de 100-200 MHz, que son más que suficientes para nuestro objetivo de visualizar e intentar medir las corriente.

Vamos a utilizar el amplificador con ganancia 100 de la placa roja usado anteriormente, para ver como responde ante una señal variable en frecuencia, como pudieran ser los pulsos que se producen en la resistencia que usamos para medir al pasar la corriente del dispositivo por ella.

Amplificador placa roja

Resistencia + amplificador con ganancia 100.

Quitamos la resistencia R1 y metemos una señal cuadrada y senoidal variables en frecuencia en donde está R1 (entrada del amplificador), y observamos la salida del amplificador en el osciloscopio.

Respuesta en frecuencia del amplificador.

Respuesta en frecuencia del amplificador.

En la imagen superior aplicamos una señal de entrada cuadrada y senoidal de 20 mV (señal en amarillo), para una ganancia del amplificador de 100, la salida del amplificador (señal en rosa) debería ser de 2V (20 mV * 100).

Observamos dos cosas: según se incrementa la frecuencia la señal cuadrada es menos cuadrada, y a partir de cierto valor la señal de salida ya no es 2V, si no un valor menor. Por ejemplo a 140 KHz podemos ver como la señal de salida senoidal tiene una amplitud de 1.48V, en lugar de los 2V que debería tener si se multiplicase la señal de entrada por 100 (ganancia del amplificador), el amplificador no está amplificando la señal de entrada según lo esperado.

Ambos aspectos son importantes, ya que para hacer el cálculo de corriente (lo explicaré en una tercera parte de estas entradas…), se van a usar las funciones matemáticas del oscilocopio, el valor medio (o la integral) de la señal, por lo que si la señal de salida del amplificador es distinta de/o está atenuada respecto a la señal que genera la corriente en la resistencia de medida (señal de entrada del amplificador) tendremos un porcentaje de error en nuestro cálculo.

Volviendo a la siguiente imagen, donde veíamos la captura en la que se comparaban el caso de capturar la corriente con solo una resistencia frente a usar una resistencia + amplificador:

Captura

Captura superior: Resistencia + Amplificador. Captura inferior: Resistencia sin amplificador.

Observabamos que al usar el amplificador y cambiar de escala en el eje vertical del osciloscopio, la señal tenía mucho menos ruido (la línea de 0 voltios en el eje vertical es más estrecha con el amplificador), pero el pulso de 120 mA en el centro de la señal también era mucho más estrecho en el caso de usar el amplificador, y esto es debido al ancho de banda del amplificador, que atenúa la señal.

Con solo la resistencia la corriente alcanza un valor máximo de 127 mA (12.7 mV / 0.1), y cuando usamos el amplificador vemos que el valor de la corriente máximo que tenemos es de 120 mA (560 mV / 5, por cada 1 mA que pasa por la resistencia el amplificador generaba 5 mV a su salida).

Si hacemos zoom con el osciloscopio en esa zona central de la imagen vemos lo siguiente:

Rizado

Imagen superior: medida con resistencia + amplificador. Imagen inferior: medida con solo resistencia.

Ese rizado que vemos en las imagenes superiores, es provocado por el DC-DC, que coge pulsos de corriente de la batería a una frecuencia de 640 KHz aproximadamente.

En la medición con solo la resistencia de 0.1 Ohmios, vemos como ese rizado tiene un valor de 2 mVpp, que se corresponden con una corriente de rizado de 20 mA (2 mV / 0.1) pasando por la resistencia. Cuando medimos con la resistencia más amplificador, ese rizado es de 20 mVpp que se corresponden con un rizado de 4 mA pasando por la resistencia, luego el amplificador está atenuando esa señal de rizado a 640 KHz, y en lugar de ver el valor real de corriente de 20 mA de rizado que está pasando por la resistencia, estamos viendo un valor erróneo de rizado correspondiente a una corriente de 4 mA en la resistencia.

En este caso al usar el amplificador tenemos un pequeño error a la hora de visualizar el pico de corriente máximo que consume nuestro dispositivo, el dispositivo consume 127 mA pero al usar el amplificador se añade un pequeño error y vemos solo 120 de los 127 mA. El amplificador que estamos usando no tiene el ancho de banda suificiente para visualizar sin error el consumo de corriente que genera este DC-DC.

Otra cosa que nos puede hacer ver una señal distinta a la que se genera en la resistencia de medida por el paso de la corriente, es la frecuencia de muestreo del osciloscopio, la frecuencia de muestreo es el número de muestras máximo de una señal que el osciloscopio puede capturar en un segundo de tiempo.

Cuando miramos las características de los osciloscopios de bajo coste, vemos que indican que tienen frecuencias de muestreo máximas de 1 ó 2 GSa/s, pero para saber cuál es la frecuencia de muestreo máximo a la que nuestro osciloscopio puede capturar la señal, tenemos que mirar el tiempo de señal que queremos capturar y la memoria que tiene el osciloscopio.

Frecuencia de muestreo máxima = memoria del osciloscopio / tiempo de señal a capturar

Si a la hora de capturar una señal con el osciloscopio, la  frecuencia del muestreo no es lo suficientemente alta, el osciloscopio no podrá reconstruir en su pantalla correctamente la señal muestreada.

Como ejemplo de lo anterior vamos a capturar con el osciloscopio una señal cuadrada de 1V de amplitud y 5 MHz de frecuencia, variamos la frecuencia de muestreo del osciloscopio, para observar como al bajar de una determinada frecuencia de muestreo empezaremos a perder información de la señal.

Muestreo

Muestreo de una señal cuadrada de 5 MHz y 1V de amplitud.

Como se puede ver en la imagen superior, a partir de 200 MSa/s la pérdida de información de la señal empieza a ser significativa.

Cuando trabajamos con señales digitales, como la señal anterior, el ancho de banda de la señal (o la mayor frecuencia de la componente senoidal de la señal con un efecto “significativo” en esta) lo definen los tiempos de bajada y de subida de la señal. Para una señal cuadrada lo habitual es como mínimo querer muestrear hasta su quinto armónico para no perder información, y para que el osciloscopio pueda reconstruir correctamente una señal (interpolación sin(x)/x), su frecuencia de muestreo tiene que ser de por lo menos 5 veces la frecuencia de la señal a muestrear.

Es decir si tenemos una señal cuadrada de 5 MHz, su quinto armónico tendrá una frecuencia de 25 MHz, y para poder capturar correctamente ese quinto armónico en el osciloscopio, la frecuencia de muestreo mínima del osciloscopio deberá ser de por lo menos 125 MHz. En la prueba anterior con la señal de 5 MHz, se puede ver que cuando muestreamos a 100 MSa/s el osciloscopio ya comete un error importante en la medida del tiempo de subida de la señal, y a 20 MSa/s la señal ya dista mucho de parecer cuadrada.

La limitación en la frecuencia de muestreo del osciloscopio a la hora de capturar una señal, por lo general, nos la va a establecer la memoria que tenga nuestro osciloscopio. Si nuestro osciloscopio tiene 10 Megas de memoria y queremos capturar 10 segundos de señal, pues la frecuencia de muestreo máxima será 10 M / 10 s, es decir 1 MSa/s (capturando 1 millón de muestras por segundo tardaremos 10 segundos en llenar toda su memoria).

Por lo que si vamos a comprar un osciloscopio digital, una de las características principales a valorar es la cantidad de memoria que tiene. A día de hoy no compraría ningún osciloscopio digital que no tuviera varias decenas de Megas de memoria o incluso centenas, ya que si queremos hacer capturas de tiempo que duren del orden de segundos, y no tenemos varias decenas de Megas de memoria, la frecuencia de muestreo será insuficiente para muchas de las señales a muestrear.

Para enseñar como la frecuencia de muestreo puede afectar a la señal que capturamos, ponemos la Resistencia de 0.1 Ohmios (si amplificador) en serie con el dispositivo, y paso a enseñar las capturas realizadas con un PicoScope 3205D a distintas frecuencias de muestreo. Los osciloscopios de PicoScope resultan una opción interesante, ya que tienen mucha memoria y permiten guardar las capturas en el PC, para abrirlas en cualquier momento y analizarlas.

Muestreo

Pulso de corriente del DC-DC visto a distintas frecuencias de muestreo.

En la imagen superior podemos ver uno de los pulsos de corriente que el DC-DC coge de la batería de manera periódica cuando el dispositivo duerme.

El DC-DC tiene una frecuencia máxima de funcionamiento de 1 MHz, por lo que a primera vista podemos pensar que una frecuencia de muestreo de 25 MSa/s es suficiente para capturar sus pulsos. Observamos que el pulso capturado a 1 GSa/s  (abajo a la derecha) es como el pulso capturado a 25 MSa/s (arriba a la izquierda). Mientras que si capturamos el pulso a 1 MSa/s (arriba a la derecha) la forma de este cambia, estamos perdiendo información sobre el pulso que nos afectará a su medida. Si capturamos a 0.1 MSa/s (abajo a la izquierda) directamente no vemos la mayoría de los pulsos que tienen lugar.

Siempre que capturemos una señal en el osciloscopio, tenemos que pensar si la frecuencia de muestreo que estamos usando para capturarla es la adecuada.

Para no hacer más larga esta entrada, termino aquí la parte de cómo visualizar la corriente que consumen nuestros dispositivos IoT usando un osciloscopio y una resistencia o resistencia más amplificador. Se ha hablado de la resolución y ruido del osciloscopio, del ancho de banda del amplificador, y de la frecuencia de muestreo y memoria del osciloscopio, hemos de pensar en todos ellos cuando realizamos una captura con el osciloscopio.

Cuando hablo de osciloscopios de bajo coste con precios de 1000 euros, no me refiero a que 1000 euros no es una inversión significativa, si no que el precio de un osciloscopio puede ir desde 300 o 400 euros hasta varias decenas de miles (incluso cientos), por lo que ese precio de cientos de euros o mil euros está situado en lo más accesible en el mundo de los osciloscopios.

Me quedaría hacer una tercera entrada donde explicar como calcular el consumo de corriente que tiene nuestro dispositivo. En donde se verá como cambiando la resistencia podemos capturar la corriente en el rango de uA (dispositivo durmiendo), cómo realizar una medida precisa con el multímetro para saber el consumo cuando el dispositivo duerme (en ambos casos, con DC-DC y sin él), y cómo usar el osciloscopio para hacer una aproximación del consumo de corriente cuando el dispositivo está despierto (también en ambos casos de con y sin DC-DC). Todo ello para poder hacer una estimación de cuanto le va a durar la batería a nuestro dispositivo IoT.

Si alguien ha llegado hasta aquí y es nuevo en el mundo de los osciloscopios, espero que esta entrada le haya sido de utilidad.