Mali V/A mjerač sa INA219: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Umorni ste od ponovnog uključivanja multimetra kada želite izmjeriti napon i struju na malom projektu? Mali V/A mjerač je uređaj koji vam je potreban!

Nema ništa novo u vezi senzora jake strane struje INA219. Postoji mnogo dobrih projekata koji koriste svoju sposobnost mjerenja struje i napona na opterećenju. Prvotno sam se inspirirao youtuberom Julianom Ilettom i njegovim videom "10 Minute Arduino Project - INA219 Current Sensor". Ali htio sam kompaktni mjerač sa jednostavnim interfejsom i 3D štampanom futrolom - pa sam odlučio da to napravim sam.

O senzoru INA219:

INA219 može mjeriti ± 3,2A s rezolucijom od 0,1 mA. To se postiže mjerenjem pada napona na otporniku od 0,1 ohma na PCB -u. Dakle, senzor će uvesti vrlo mali pad napona, ali samo 320 mV u najgorem slučaju (3.2A). Kao primjer na 100 mA pad je samo 10 mV. Ako želite, moguće je promijeniti otpornik kako biste dobili veći raspon ili rezoluciju. U isto vrijeme senzor također mjeri napon sabirnice s rezolucijom od 4 mV. Po mom iskustvu očitavanja napona su vrlo precizna. Preciznost trenutnih očitanja ovisi o stvarnom otporu vašeg otpornika. Obično imaju toleranciju od 1% (ali niste sigurni da biste trebali vjerovati jeftinim eBay pločama). Vjerujem da bi trebalo biti moguće kalibrirati rezultate ako znate točnu vrijednost otpornika. Ali nisam dalje kopao u to jer je preciznost bila dovoljno dobra za moje potrebe. Senzor ima različite postavke pojačanja - to neće utjecati na rezoluciju, ali pomaže u smanjenju šuma u niskim rasponima.

Karakteristike sitnog V/A mjerača:

• Može se napajati sa USB -a ili sa ulaza za napajanje.

  • Kada se napaja putem USB -a, ulazno napajanje može biti u rasponu od 0 - 26V. Samo struja curenja senzora utječe na ulaznu snagu. Lijepo ako želite provjeriti kapacitet baterije.
  • Kada se napaja iz ulazne struje, to može biti u rasponu od 4 - 15V. (Ograničenja arduino regulatora napona).
  • Odabrani ulaz je otkriven pri pokretanju ili promjeni i korisniku će prikazati poruku o rasponu.
• Može prikazati napon, struju, snagu i mAh istovremeno.
• mAh se može resetovati.
• Interfejs sa jednim dugmetom sa kratkim / dugim pritiskom.
• Odaberite INA219 raspone: 26V / 3.2A, 26V / 1A ili 16V / 0.4A.
• Odaberite brzinu uzorkovanja 100, 200, 500 ili 1000 ms.
• Omogućite/onemogućite stanje mirovanja senzora da biste smanjili struju curenja u senzoru.
• Postavke se spremaju u EEPROM i ponovo učitavaju pri pokretanju

• Serijsko sučelje

  • Štampa rezultate na serijskoj ploči. Može se koristiti za evidentiranje.
  • Promijenite postavke serijskim naredbama

Supplies

1x Arduino Nano - Primjer Arduino Nano eBay

1x INA219 senzorska ploča - INA219 ljubičasta senzorska ploča primjer eBay -a

1x OLED 0.96 "I2C 128X64 4 -pinski - OLED 0.96" I2C eBay primjer plave

1x TTP223 Kapacitivni prekidač na dodir - TTP223 Kapaktivno dugme na dodir PCB eBay primjer

1x ženski nosač utičnice za napajanje - primjer eBay ženskog priključka za napajanje

1x utičnica za napajanje - Muški priključak za napajanje s vijčanim priključcima Primjer eBay -a ili Muški priključak za napajanje s utičnicama Primjer eBay -a

1x klizni prekidač 2 položaja 6 pin - primjer kliznog prekidača 6 pina eBay

Žice

1x 5 -polni muški konektor (opcionalno) - 2,54 muški pin zaglavlja primjer eBay -a

1x ženski 5 -polni konektor (opcionalno) - Primjer Dupont konektora na eBay primjeru ili 2,54 5 -polnog jednorednog konektora na eBayu

Termoskupljajuća cijev (opcionalno)

Alati:

Lemljeno gvožđe

3D štampač (ako želite 3D štampano kućište)

Pištolj za ljepilo

Korak 1: Sheme

Napravio sam dvije verzije shema. Tradicionalna i zasnovana na slici. Veze su identične pa možete koristiti sve što želite.

Opis

OLED zaslon i INA219 senzor koriste I2C pa im je potrebno SDA i SCL spojeni na A4 i A5.

Izlaz kapacitivnog senzora dodira povezat ćemo na D2 za ulaz.

Klizni prekidač ima 6 pinova - dva reda po 3 pina. Jedan će se red koristiti za povezivanje ulazne energije s Vinom na Arduinu. Drugi red će spojiti D6 sa uzemljenjem. Korištenjem internog povlačenja na D6, Arduino će moći vidjeti je li spojen na napajanje na Vinu.

Na kraju, povezujemo pozitivni konektor ulaznog napajanja (ženska utičnica za napajanje) kroz INA219 do pozitivnog izlaza (muška utičnica). Na ovaj način senzor može mjeriti struju koja protiče kroz njega.

Korak 2: Odštampajte kućište

Kućište se sastoji od kutije i poklopca. Oboje bi trebalo biti lako za štampanje, a većina štampača ih može štampati bez podrške. Ali možete dodati podršku ako želite.

Po završetku dva dijela se spajaju. Ako ste vrlo oprezni, moći ćete ga ponovo otvoriti. Ali dvije opružne brave su malo krhke i mogu se slomiti ako niste oprezni.

Nemate 3D štampač?

Ako nemate pristup 3D štampaču, siguran sam da je moguće napraviti još jedan slučaj. Možete kupiti projektnu kutiju/kutiju od plastike ili aluminija. Ili možete sami napraviti nešto od drveta ili kartona. Budi kreativan!

Korak 3: Sklapanje poklopca

Na poklopcu se nalazi OLED ekran i kapacitivno dugme na dodir. Lemite žice na komponente pre nego što ih zalepite pištoljem za lepljenje. Pazite na OLED ekran - ponekad se staklo montira koso na PCB. Zato ga poravnajte prije nego što ga zalijepite na mjesto. Ako imate 5 -pinski konektor, dodajte to žicama. Ako to ne učinite, još uvijek je moguće povezati zaslon i gumb izravno na Arduino - ali s njim je malo teže raditi.

Korak 4: Sastavljanje glavne kutije

Montirajte žensku utičnicu za napajanje i klizni prekidač i pričvrstite ih na mjesto. Ako ne možete pronaći male vijke koji odgovaraju prekidaču, možete ga samo zalijepiti na mjesto. Mislim da sam svoj uzeo sa starog DVD pogona koji sam rastavio:)

Uklonite iglice i konektore iz INA219 (ako su montirani) za to nema dovoljno mjesta u kutiji. Zatim potpuno ožičite Arduino i INA219 prije nego što ih zalijepite na mjesto u kutiji. Ponovo dodajte 5 -pinski konektor ako ga imate - ili ga samo spojite direktno na poklopac.

Zatim dovršite ožičenje za uključivanje i uključivanje utičnica. Na kliznom prekidaču lemite žice na dva pina najbliža ženskoj utičnici za struju na oba reda. Na ovaj način možete pomaknuti prekidač prema USB -u kako biste odabrali USB napajanje. I pomaknite prekidač prema ulazu za ulaznu snagu. Lako se pamti!

Ne zatvarajte slučaj još! Najbolje je prvo provjeriti radi li sve.

Korak 5: Programiranje Arduina

Ako već nemate instaliran Arduino IDE, preuzmite ga sa arduino.cc

Također morate instalirati dvije biblioteke U8g2 i Adafruit INA219. Oboje je dostupno u upravitelju biblioteke. Za Adafruit INA219 obavezno nabavite verziju 1.0.5 - novije verzije zahtijevaju dodatne biblioteke i flash memoriju, ali trenutno ne pružaju nikakve dodatne funkcije.

Zatim nabavite izvorni kod u ovom uputstvu (Tiny-VA-Meter.ino i FlashMem.h) ili preuzmite najnoviju verziju sa mog GitHub-a Tiny-VA-Meter Git. Sada otvorite Tiny-VA-Meter.ino sa Arduino IDE-om.

Spojite Tiny V/A metar na računar pomoću USB kabla.

Od alata odaberite ploču: "Arduino Nano", procesor: "ATmega328P" i odgovarajući port. Možda ćete morati promijeniti procesor na "ATmega328P (stari pokretač za pokretanje)", ovisno o vašem arduinu. Ako imate grešaka u komunikaciji, pokušajte.

Pritisnite dugme za otpremanje i sačekajte da se završi.

Korak 6: Testirajte da li sve funkcionira

Prije zatvaranja kućišta dobro je provjeriti je li sve ispravno povezano. Da biste provjerili sve komponente, možete slijediti ove korake:

1. Sa USB napajanja, zaslon bi trebao zasvijetliti i prikazati očitanja (bez obzira na položaj kliznog prekidača).

2. Proverite da li možete da promenite meni dodirom na dugme.

3. Priključite napajanje na ulaz i provjerite prikazuje li mjerač ispravan napon.

4. Pokušajte pomaknuti klizni prekidač i provjerite prikazuje li mjerač poruke o rasponu.

5. Sada možete pokušati postaviti klizni prekidač na ulazno napajanje i odspojiti USB. Mjerač bi i dalje trebao raditi.

6. Konačno, trebali biste moći priključiti opterećenje ili uređaj na izlaz i provjeriti da li senzor očitava trenutnu potrošnju.

Ako su svi ovi koraci bili uspješni, vaš mjerač bi trebao raditi savršeno! Sada možete postaviti poklopac!

Korak 7: Naučite se kretati kroz meni

Prilikom pokretanja mjerač će početi prikazivati raspoloživi ulazni raspon ovisno o položaju kliznog prekidača: "Ulazni raspon: 0-26V 3.2A" ili "Ulazni raspon: 4-15V 3.2A". Poruka će se prikazati samo nekoliko sekundi, ali možete preskočiti kratkim pritiskom. Ako se klizni prekidač promijeni nakon pokretanja, nova poruka će se ponovo pojaviti na nekoliko sekundi.

Ukratko, krećete se kratkim pritiskom i odabirom dugim pritiskom (1 sek).

Mjerač ima 3 glavne stranice: V/A ekran, V/A/W/Ah ekran i postavke. Kratkim pritiskom na dugme prelazit ćete između ovih stranica.

Na stranici V/A/W/Ah možete resetirati mAh dugim pritiskom.

Na stranici s postavkama možete unijeti postavke dugim pritiskom. Sada se ponovo možete kretati između različitih postavki kratkim pritiskom. Dostupne postavke su "Raspon senzora", "Brzina osvježavanja" i "Spavanje senzora". Prebacujete svaku postavku dugim pritiskom. Prilikom navigacije nakon posljednje postavke mjerač će se vratiti u izbornik V/A.

Korak 8: Korištenje serijskog sučelja

Kad ste spojeni na računalo s USB -om, možete koristiti Arduino serijski monitor (ili neki drugi terminal) za komunikaciju s Tiny V/A mjeračem. Koristi brzinu prijenosa 115200.

S odabranom brzinom uzorkovanja mjerač će prenijeti sva očitanja serijski, a to možete lako pročitati na terminalu.

Ali također možete promijeniti postavke na sitnom V/A metru pomoću serijskih naredbi. Svakako odaberite "Newline" kao završetak linije.

Svaka nevažeća naredba prikazat će izbornik pomoći:

Naredbe:- resetiranje (reset mAh)

- pročitajte (Odgovorite s najnovijim rezultatima)

- log x (Automatski tx uzorka - x može biti uključen ili isključen)

- spavanje x (spavanje INA219 između uzoraka - x može biti uključeno ili isključeno)

- osvježi x (Postavi ekran i serijsku brzinu osvježavanja. x može biti 100, 200, 500 ili 1000)

- raspon x (Podesite raspon INA219. x može biti 0 za 3,2A, 1 za 1A ili 2 za 0,4A)

Na primjer, upišite "refresh 1000" da promijenite brzinu uzorkovanja na 1 sek. Ili upišite "log log" kako biste onemogućili automatsko slanje rezultata. Mjerač će odgovoriti sa "OK" ako uspije.

Korak 9: Gotovo

Sada ga upotrijebite za mjerenje nečeg zabavnog:)

Pokušao sam dodati sve funkcije koje smatram korisnima. No, slobodno napravite vlastite izmjene. Podijelite ako ste u mogućnosti napraviti neka sjajna poboljšanja na Sitnom V/A metru!

Ažurirano 14/06-2020: Promijenjen upravljački program i dodano više funkcija! Ovaj vodič još nije obuhvaćen - ali to možete provjeriti na mom GitHubu.