Mazs V/A skaitītājs ar INA219: 9 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Vai esat noguris no jauna pieslēgt multimetru, ja vēlaties izmērīt gan spriegumu, gan strāvu nelielā projektā? Tiny V/A mērītājs ir ierīce, kas jums nepieciešama!

INA219 augstas sānu strāvas sensorā nav nekā jauna. Ir daudz labu projektu, kas izmanto spēju izmērīt slodzi gan strāvā, gan spriegumā. Sākotnēji iedvesmojos no youtuber Julian Ilett un viņa videoklipa "10 Minute Arduino Project - INA219 Current Sensor". Bet es gribēju kompaktu skaitītāju ar vienkāršu saskarni un 3D drukātu korpusu - tāpēc es nolēmu to izgatavot pats.

Par sensoru INA219:

INA219 spēj izmērīt ± 3,2 A ar izšķirtspēju 0,1 mA. Tas tiek darīts, mērot sprieguma kritumu virs PCB 0,1 omu rezistora. Tātad sensors ieviesīs ļoti nelielu sprieguma kritumu, bet sliktākajā gadījumā - tikai 320 mV (3.2A). Piemēram, pie 100 mA kritums ir tikai 10 mV. Ja vēlaties, ir iespējams mainīt rezistoru, lai iegūtu lielāku diapazonu vai izšķirtspēju. Tajā pašā laikā sensors mēra arī kopnes spriegumu ar izšķirtspēju 4 mV. Pēc manas pieredzes sprieguma rādījumi ir ļoti precīzi. Pašreizējo rādījumu precizitāte ir atkarīga no jūsu rezistora faktiskās pretestības. Tie parasti ir ar 1% pielaidi (bet neesat pārliecināts, ka jums vajadzētu uzticēties lētajiem eBay dēļiem). Es uzskatu, ka vajadzētu būt iespējai kalibrēt rezultātus, ja zināt precīzu rezistora vērtību. Bet es to vairāk neiedziļinājos, jo precizitāte ir bijusi pietiekami laba manām vajadzībām. Sensoram ir dažādi pastiprinājuma iestatījumi - tie neietekmēs izšķirtspēju, bet palīdzēs samazināt troksni zemos diapazonos.

Tiny V/A skaitītāja iezīmes:

• Var darbināt no USB vai no barošanas avota.

  • Ja tiek piegādāts no USB, ievades padeve var svārstīties no 0 līdz 26 V. Ieejas jaudu ietekmē tikai sensora noplūdes strāva. Jauki, ja vēlaties pārbaudīt akumulatora ietilpību.
  • Ja tas tiek piegādāts no strāvas padeves, tas var būt no 4 līdz 15 V. (Arduino sprieguma regulatora ierobežojumi).
  • Atlasītā ievade tiek konstatēta sāknēšanas vai maiņas laikā, un lietotājam tiks parādīts diapazona ziņojums.
• Var vienlaikus parādīt spriegumu, strāvu, jaudu un mAh.
• mAh var atiestatīt.
• Vienas pogas saskarne ar īsu / garu nospiešanu.
• Izvēlieties INA219 diapazonus: 26V / 3.2A, 26V / 1A vai 16V / 0.4A.
• Izvēlieties 100, 200, 500 vai 1000 ms paraugu ņemšanas ātrumu.
• Ieslēdziet/atspējojiet sensora miega režīmu, lai samazinātu sensora noplūdes strāvu.
• Iestatījumi tiek saglabāti EEPROM un atkārtoti ielādēti sāknēšanas laikā

• Sērijas interfeiss

  • Izdrukā rezultātus seriālos. Var izmantot mežizstrādei.
  • Mainiet iestatījumus, izmantojot sērijas komandas

Piegādes

1x Arduino Nano - Arduino Nano eBay piemērs

1x INA219 sensora panelis - INA219 violeta sensora paneļa eBay piemērs

1x OLED 0,96 "I2C 128X64 4 -pin - OLED 0,96" Blue I2C eBay piemērs

1x TTP223 kapacitatīvs skārienjutīgs slēdzis - TTP223 kapacitatīvā skārienpogas PCB eBay piemērs

1x sieviešu strāvas padeves ligzdas stiprinājums - sieviešu ligzdas ligzdas stiprinājuma eBay piemērs

1x vīriešu barošanas ligzda - vīriešu strāvas ligzda ar skrūvējamiem spailēm

1x bīdāmais slēdzis 2 pozīcija 6 kontakti - bīdāmais slēdzis 6 kontaktu eBay piemērs

Vadi

1x 5 kontaktu vīriešu savienotājs (pēc izvēles) - 2,54 vīriešu kontaktu galvenes eBay piemērs

1x 5 kontaktu sieviešu savienotājs (pēc izvēles) - Dupont savienotāju komplekta eBay piemērs vai 2,54 5 kontaktu vienas rindas savienotājs eBay piemērs

Termiski saraušanās caurule (pēc izvēles)

Rīki:

Lodmetāls

3D printeris (ja vēlaties 3D drukas korpusu)

Līmes pistole

1. darbība. Shēmas

Es izveidoju divas shēmas versijas. Tradicionāls un uz attēlu balstīts. Savienojumi ir identiski, tāpēc jūs varat izmantot visu, ko vēlaties.

Apraksts

OLED displejs un INA219 sensors izmanto I2C, tāpēc tiem ir nepieciešams SDA un SCL savienojums ar A4 un A5.

Kapacitīvā pieskāriena sensora izeja tiks savienota ar D2 ievadīšanai.

Bīdāmam slēdzim ir 6 tapas - divas rindas ar 3 tapām. Viena rinda tiks izmantota, lai savienotu strāvas ievadi ar Arduino Vin. Otra rinda savienos D6 ar zemi. Izmantojot D6 iekšējo pievilkšanu, Arduino varēs redzēt, vai tas ir savienots ar Vin ieslēgšanu.

Visbeidzot, mēs ieejam strāvas ievades pozitīvo savienotāju (sieviešu barošanas ligzdu) caur INA219 uz pozitīvo izeju (vīriešu strāvas ligzda). Tādā veidā sensors spēj izmērīt caur to plūstošo strāvu.

2. darbība. Korpusa drukāšana

Korpuss sastāv no kastes un vāka. Abus vajadzētu viegli drukāt, un lielākā daļa printeru tos var izdrukāt bez atbalsta. Bet, ja vēlaties, varat pievienot atbalstu.

Pabeidzot, abas daļas saspiež kopā. Ja esat ļoti uzmanīgs, varēsit to atvērt vēlreiz. Bet abas atsperu slēdzenes ir nedaudz trauslas un var salūzt, ja neesat piesardzīgs.

Nav 3D printera?

Ja jums nav piekļuves 3D printerim, esmu pārliecināts, ka ir iespējams izveidot citu lietu. Jūs varat iegādāties projekta korpusu/kasti no plastmasas vai alumīnija. Vai arī jūs varat kaut ko izgatavot no koka vai kartona. Esi radošs!

3. darbība: vāka salikšana

Vāks satur OLED ekrānu un kapacitatīvo pieskāriena pogu. Lodējiet vadus uz detaļām, pirms tos pielīmējat ar līmes pistoli. Sargieties no OLED ekrāna - dažreiz stikls ir novietots šķībi uz PCB. Tāpēc izlīdziniet to pirms līmēšanas vietā. Ja jums ir 5 kontaktu savienotājs, pievienojiet to vadiem. Ja jums tā nav, joprojām ir iespējams pieslēgt ekrānu un pogu Arduino, taču ar to ir nedaudz grūtāk strādāt.

4. solis: galvenās kastes salikšana

Uzstādiet sieviešu ligzdu un bīdāmo slēdzi un pieskrūvējiet tos vietā. Ja nevarat atrast mazas skrūves, kas atbilst slēdzim, varat to vienkārši pielīmēt vietā. Es domāju, ka es ieguvu savu no vecā DVD diskdziņa, kuru es izjaucu:)

Noņemiet tapas un savienotājus no INA219 (ja ir uzstādīts), kastē tam nav pietiekami daudz vietas. Pēc tam pilnībā pievienojiet vadus Arduino un INA219, pirms līmējat tos kastē. Atkal pievienojiet 5 kontaktu savienotāju, ja jums tas ir, vai vienkārši pievienojiet to tieši vākam.

Pēc tam pabeidziet vadu pārslēgšanu un strāvas ligzdas. Uz bīdāmā slēdža lodējiet vadus līdz divām tapām, kas ir vistuvāk sieviešu strāvas ligzdai abās rindās. Tādā veidā jūs varat bīdīt slēdzi uz USB, lai izvēlētos USB jaudu. Un pabīdiet slēdzi pret ievades jaudu. Viegli atcerēties!

Neaizveriet lietu vēl! Vislabāk vispirms pārbaudīt, vai viss darbojas.

5. solis: Arduino programmēšana

Ja jums vēl nav instalēts Arduino IDE, iegūstiet to no arduino.cc

Jums arī jāinstalē abas bibliotēkas U8g2 un Adafruit INA219. Abi ir pieejami bibliotēkas pārvaldniekā. Adafruit INA219 iegādājieties versiju 1.0.5 - jaunākajām versijām ir nepieciešamas papildu bibliotēkas un zibatmiņa, taču pašlaik netiek nodrošināta nekāda papildu funkcionalitāte.

Pēc tam iegūstiet avotu kodu, kas pievienots šai instrukcijai (Tiny-VA-Meter.ino un FlashMem.h), vai iegūstiet jaunāko versiju no manas GitHub Tiny-VA-Meter Git. Tagad atveriet Tiny-VA-Meter.ino ar Arduino IDE.

Savienojiet Tiny V/A mērītāju ar datoru, izmantojot USB kabeli.

No rīkiem izvēlieties Padome: "Arduino Nano", Procesors: "ATmega328P" un pareizo portu. Atkarībā no jūsu arduino, iespējams, būs jāmaina procesors uz "ATmega328P (vecais sāknēšanas ielādētājs)". Ja jums ir saziņas kļūdas, izmēģiniet to.

Nospiediet augšupielādes pogu un pagaidiet, līdz tā ir pabeigta.

6. darbība: pārbaudiet, vai viss darbojas

Pirms korpusa slēgšanas ieteicams pārbaudīt, vai viss ir pareizi savienots. Lai pārbaudītu visas sastāvdaļas, veiciet tālāk norādītās darbības.

1. No USB barošanas displejam vajadzētu iedegties un parādīt rādījumus (neatkarīgi no slīdņa slēdža stāvokļa).

2. Pārbaudiet, vai varat pārslēgt izvēlni, pieskaroties pogai.

3. Pievienojiet strāvu ieejai un pārbaudiet, vai skaitītājs parāda pareizo spriegumu.

4. Mēģiniet pārslēgt bīdāmo slēdzi un pārliecināties, vai skaitītājs parāda rādījumus par diapazonu.

5. Tagad varat mēģināt pārslēgšanas slēdzi iestatīt uz ieejas jaudu un atvienot USB. Skaitītājam joprojām vajadzētu strādāt.

6. Visbeidzot, jums vajadzētu būt iespējai savienot slodzi vai ierīci ar izeju un pārbaudīt, vai sensors nolasa pašreizējo zīmējumu.

Ja visas šīs darbības bija veiksmīgas, jūsu skaitītājam vajadzētu darboties nevainojami! Tagad jūs varat nofiksēt vāku vietā!

7. darbība: iemācieties pārvietoties izvēlnē

Bootējot, skaitītājs sāksies, parādot pieejamo ievades diapazonu atkarībā no slīdņa slēdža stāvokļa: "Ievades diapazons: 0-26V 3.2A" vai "Ievades diapazons: 4-15V 3.2A". Ziņojums tiks parādīts tikai dažas sekundes, bet jūs varat to izlaist, īsi nospiežot. Ja slēdža slēdzis tiek mainīts pēc palaišanas, uz dažām sekundēm atkal parādīsies jauns ziņojums.

Īsumā jūs pārvietojaties, īsi nospiežot un atlasot, ilgi nospiežot (1 sekunde).

Skaitītājam ir 3 galvenās lapas: V/A displejs, V/A/W/Ah displejs un iestatījumi. Īsi nospiežot pogu, pārlēks starp šīm lapām.

Lapā V/A/W/Ah jūs varat atiestatīt mAh ar ilgu nospiešanu.

Iestatījumu lapā jūs varat ievadīt iestatījumus, ilgi nospiežot. Tagad jūs varat īsā laikā nospiest dažādus iestatījumus. Pieejamie iestatījumi ir "Sensora diapazons", "Atsvaidzes intensitāte" un "Sensora miega režīms". Jūs pārslēdzat katru iestatījumu, ilgi nospiežot. Pārvietojoties aiz pēdējā iestatījuma, skaitītājs atgriezīsies V/A displeja izvēlnē.

8. darbība: sērijas interfeisa izmantošana

Kad esat savienots ar datoru, izmantojot USB, varat izmantot Arduino seriālo monitoru (vai citu termināli), lai sazinātos ar Tiny V/A skaitītāju. Tas izmanto bitu pārraides ātrumu 115200.

Izmantojot izvēlēto paraugu ņemšanas ātrumu, skaitītājs pārraidīs visus rādījumus sērijveidā, un jūs to varat viegli nolasīt terminālī.

Bet jūs varat arī mainīt iestatījumus Tiny V/A mērītājā, izmantojot sērijas komandas. Noteikti izvēlieties rindas beigas "Jauna līnija".

Jebkura nederīga komanda parādīs palīdzības izvēlni:

Komandas:- atiestatīšana (atiestatīt mAh)

- lasīt (atbildēt ar jaunākajiem rezultātiem)

- žurnāls x (automātiska paraugu tx - x var būt ieslēgta vai izslēgta)

- gulēt x (INA219 gulēt starp paraugiem - x var būt ieslēgts vai izslēgts)

- atsvaidzināt x (iestatīt ekrāna un sērijas atsvaidzes intensitāti. x var būt 100, 200, 500 vai 1000)

- diapazons x (iestatiet INA219 diapazonu. x var būt 0 3.2A, 1 - 1A vai 2 - 0.4A)

Piemēram, ierakstiet "refresh 1000", lai mainītu paraugu ņemšanas ātrumu uz 1 sek. Vai ierakstiet “log off”, lai atspējotu rezultātu automātisko pārraidi. Skaitītājs atbildēs ar "OK", ja tas būs veiksmīgs.

9. solis: Gatavs

Tagad izmantojiet to, lai izmērītu kaut ko jautru:)

Esmu mēģinājis pievienot visas funkcijas, kas man šķiet noderīgas. Bet jūtieties brīvi veikt savas izmaiņas. Un, lūdzu, dalieties, ja spējat veikt lieliskus Tiny V/A skaitītāja uzlabojumus!

Atjaunināts 14.06.2020: mainīts draiveris un pievienotas citas funkcijas! Šī rokasgrāmata vēl nav iekļauta, bet jūs varat to pārbaudīt manā GitHub.