Câu trả lời ngắn gọn: chưa chắc. Nhiều đồng hồ vạn năng vẫn đọc được mức dòng này bình thường. Nhưng kết quả đúng hay sai còn tùy vào dải đo, độ phân giải, nhiễu nền, và cả cách mạch của bạn hoạt động ra sao. Nếu chỉ cần biết dòng chờ khoảng bao nhiêu µA thì DMM thường là đủ. Còn nếu cần theo dõi dòng thay đổi liên tục theo thời gian thì câu chuyện lại khác hẳn.
Đồng hồ vạn năng có đo được dòng vài µA không?
Lấy ví dụ một bo mạch tiêu thụ khoảng 8 µA lúc đứng yên (standby). Mức này chưa nhỏ đến mức làm khó mọi thiết bị đo. Một số DMM cao cấp có sẵn dải µA hoặc mA với độ phân giải đủ tốt để hiện rõ con số đó. Cứ mắc nối tiếp vào mạch, bật lên là đọc được ngay.
Nhưng vấn đề nằm ở chỗ khác: dòng thực tế ít khi đứng yên. Bo mạch có thể ở 8 µA lúc rảnh, nhảy lên 20 µA khi xử lý dữ liệu, rồi tụt về vài µA. Có thiết bị ngủ vài giây rồi thức dậy trong tích tắc để làm gì đó rồi ngủ tiếp. Lúc đó một con số hiện trên màn hình DMM không nói lên được toàn bộ câu chuyện tiêu thụ điện của mạch.
Khi nào DMM vẫn đáp ứng được?
Nếu mục tiêu chỉ đơn giản là kiểm tra nhanh, kiểu bo mạch này ăn khoảng 5, 10 hay 50 µA, thì DMM vẫn ổn. Lúc chọn thiết bị, mấy điểm nên để ý:
+ Dải đo dòng nhỏ nhất mà đồng hồ hỗ trợ
+ Độ phân giải ở dải µA
+ Mức nhiễu nền của phép đo
+ Burden voltage mà đồng hồ tạo ra khi mắc vào mạch
+ Độ ổn định của kết quả khi mạch đang chạy
Nói thêm về burden voltage một chút, vì đây là thứ hay bị bỏ qua. Đồng hồ mắc nối tiếp vào mạch nghĩa là bản thân nó cũng có điện trở, và điện trở đó gây sụt áp. Sụt áp này đôi khi đủ để làm thay đổi điều kiện hoạt động của mạch đang đo. Đó cũng là lý do vì sao hai đồng hồ khác nhau đo cùng một mạch mà ra hai kết quả khác nhau, dù cả hai đều "đúng chuẩn" theo cách riêng của nó.
Vì sao đo dòng vài µA trên bo mạch lại khó hơn tưởng tượng?
Vì con số hiển thị chỉ là một khoảnh khắc, không phải cả câu chuyện. Đồng hồ báo 6 µA không có nghĩa dòng thực luôn giữ ở 6 µA suốt. MCU, cảm biến, module giao tiếp, mỗi thứ đều có chu kỳ hoạt động riêng, khiến dòng dao động từ vài µA lên tới vài chục µA theo từng nhịp.
Với thiết bị IoT chạy pin, khác biệt này quan trọng hơn nhiều so với vẻ ngoài của nó. Đo trong vài giây có thể thấy dòng chờ khá thấp, yên tâm. Nhưng ghi liên tục vài giờ mới lộ ra những lần thiết bị thức giấc bất chợt, những xung dòng ngắn mà phép đo tức thời không bắt kịp.
Khi nào nên chuyển sang máy đo dòng điện nhỏ chuyên dụng?
Ranh giới nằm ở câu hỏi bạn đang đặt ra. Nếu câu hỏi là "dòng hiện tại bao nhiêu µA" thì DMM vẫn ổn. Nhưng khi câu hỏi chuyển thành "bo mạch này tiêu thụ dòng như thế nào suốt cả quá trình hoạt động", đó là lúc cần công cụ khác.
Vài tình huống cụ thể hay gặp:
- Đo dòng ngủ của chip IoT, cần tách rõ Sleep, Deep Sleep, và lúc MCU vừa thức dậy
- Kiểm tra dòng rò, nơi mức tiêu thụ nằm ở µA, thậm chí nA hoặc thấp hơn
- Đánh giá thời lượng pin thực tế, cần ghi dữ liệu liên tục thay vì một lần đo rồi thôi
- Kiểm thử linh kiện, theo dõi dòng biến động nhỏ khi điện áp hoặc điều kiện thay đổi
- Nghiên cứu R&D, cần độ phân giải cao, nhiễu nền thấp, và kết nối được với máy tính để lưu dữ liệu
Ở nhóm nhu cầu này, máy đo dòng điện nhỏ (picoammeter), electrometer, hoặc SMU (Source Measure Unit) làm tốt hơn DMM thông thường rất nhiều. Một số dòng máy còn cấp nguồn luôn cho mạch, vừa đo dòng, vừa đo áp, vừa ghi log để phân tích sau.
Có phải cứ thấy µA là phải mua máy đo riêng?
Không hẳn. Cái quyết định không phải đơn vị đo, mà là dải đo và đặc tính của phép đo bạn cần. Nhìn thấy chữ µA rồi vội đi mua picoammeter là hơi vội. Cùng tham khảo
Vậy nếu cần đo dòng vài µA, nên bắt đầu từ đâu?
Trước khi tìm mua thiết bị, hãy tự trả lời ba câu: dòng nhỏ nhất dự kiến là bao nhiêu, dòng lớn nhất có thể xuất hiện là bao nhiêu, và dòng đó có ổn định hay dao động theo thời gian.
Ví dụ một bo mạch dự kiến chạy 5 đến 10 µA ở chế độ Sleep, nhưng thỉnh thoảng có xung 100 µA lúc thức dậy, sẽ cần thiết bị khác hẳn so với một mạch chỉ giữ đều quanh mức 5 µA suốt.
Đọc thêm:
Đo dòng tiêu thụ của bo mạch khi ở chế độ chờ
Dòng điện quá nhỏ, đồng hồ thông thường có đo được không?
Trả lời được ba câu đó rồi mới biết DMM đã đủ dùng hay cần lên đời picoammeter, electrometer, hay SMU. Nếu bạn không chỉ cần đọc một con số µA mà còn muốn theo dõi cả quá trình tiêu thụ, đo dòng rò, hay ghi lại biến động dòng theo thời gian, EMIN có sẵn danh mục máy đo và tạo nguồn dòng điện, điện áp nhỏ để bạn chọn đúng thiết bị cho đúng bài toán.
