Apró V/A mérő INA219: 9 lépésben (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Belefáradt a multiméter újbóli csatlakoztatásába, ha feszültséget és áramot szeretne mérni egy kis projekten? Az apró V/A mérőeszköz a szükséges eszköz!

Az INA219 nagy oldali áramérzékelőben nincs újdonság. Rengeteg jó projekt létezik, amelyek kihasználják annak képességét, hogy mind a terhelést, mind az áramot mérjék. Eredetileg Julian Ilett youtuber és az ő "10 Minute Arduino Project - INA219 Current Sensor" videója inspirált. De szerettem volna egy kompakt mérőt egyszerű interfésszel és 3D nyomtatott tokkal - ezért úgy döntöttem, hogy magam készítem el.

Az INA219 érzékelőről:

Az INA219 ± 3.2A mérésre képes 0,1mA felbontással. Ezt úgy teszi, hogy megméri a feszültségcsökkenést a NYÁK 0,1 ohmos ellenállásán. Tehát az érzékelő nagyon kicsi feszültségcsökkenést vezet be, de legrosszabb esetben csak 320 mV -ot (3,2 A). Példaként 100 mA -nél a csepp csak 10 mV. Ha akarja, lehetséges az ellenállás cseréje, hogy nagyobb tartományt vagy felbontást kapjon. Ugyanakkor az érzékelő a busz feszültségét is méri 4 mV felbontással. Tapasztalataim szerint a feszültségértékek nagyon pontosak. Az aktuális leolvasások pontossága az ellenállás tényleges ellenállásától függ. Általában 1% -os tűréssel rendelkeznek (de nem biztos, hogy bíznia kell az olcsó eBay táblákban). Úgy gondolom, hogy lehetővé kell tenni az eredmények kalibrálását, ha ismeri az ellenállás pontos értékét. De nem mélyedtem el ezen, mert a pontosság elég jó volt az igényeimhez. Az érzékelőnek különböző erősítési beállításai vannak - ezek nem befolyásolják a felbontást, de segítenek csökkenteni a zajt az alacsony tartományokban.

Az apró V/A mérő jellemzői:

• Tápellátás USB -ről vagy tápellátásról lehetséges.

  • USB -ről történő tápellátás esetén a bemeneti feszültség 0 - 26 V között lehet. Csak az érzékelő szivárgó árama befolyásolja a bemenő teljesítményt. Jó, ha ellenőrizni szeretné az akkumulátor kapacitását.
  • Tápfeszültségről történő áramellátás esetén ez 4-15 V között lehet. (Az arduino feszültségszabályozó korlátai).
  • A kiválasztott bemenetet rendszerindításkor vagy módosításkor észleli a rendszer, és egy tartományüzenetet jelenít meg a felhasználónak.
• Egyidejűleg képes megjeleníteni a feszültséget, áramot, teljesítményt és mAh -t.
• mAh visszaállítható.
• Egygombos felület rövid / hosszú megnyomással.
• Válassza az INA219 tartományokat: 26V / 3.2A, 26V / 1A vagy 16V / 0.4A.
• Válasszon 100, 200, 500 vagy 1000 ms mintavételi gyakoriságot.
• Az érzékelő alvó állapotának engedélyezése/letiltása az érzékelő szivárgási áramának csökkentéséhez.
• A beállításokat az EEPROM tárolja, és rendszerbetöltéskor újra betölti

• Soros interfész

  • Az eredményeket sorozatra nyomtatja. Naplózáshoz használható.
  • Módosítsa a beállításokat soros parancsokkal

Kellékek

1x Arduino Nano - Arduino Nano eBay példa

1x INA219 érzékelő kártya - INA219 lila érzékelő kártya eBay példa

1x OLED 0,96 "I2C 128X64 4 tűs - OLED 0,96" kék I2C eBay példa

1x TTP223 kapacitív érintőkapcsoló - TTP223 kapacitív érintőgombos NYÁK eBay példa

1x női tápegység csatlakozóaljzat -tartó - női tápcsatlakozó lyukra szerelhető eBay példa

1x Férfi tápegység csatlakozó - Férfi tápegység csavaros csatlakozókkal eBay példa vagy Férfi tápegység Push terminálokkal eBay példa

1x Tolókapcsoló 2 Pozíció 6 érintkező - Tolókapcsoló 6 tűs eBay példa

Vezetékek

1x 5 tűs dugó (opcionális) - 2,54 hüvelyes csatlakozófej eBay példa

1x 5 tűs női csatlakozó (opcionális) - Dupont csatlakozó készlet eBay példa vagy 2,54 5 tűs egysoros csatlakozó eBay példa

Hőzsugorcső (opcionális)

Eszközök:

Forrasztópáka

3D nyomtató (ha 3D nyomtatott tokot szeretne)

Ragasztópisztoly

1. lépés: Vázlatok

A rajzok két változatát készítettem el. Hagyományos és kép alapú. A csatlakozók azonosak, így bármit használhat.

Leírás

Az OLED kijelző és az INA219 érzékelő egyaránt I2C -t használ, így szükségük van az A4 -re és az A5 -re csatlakoztatott SDA és SCL -re.

A kapacitív érintésérzékelő kimenetét a D2 -hez csatlakoztatjuk bemenetre.

A csúszókapcsolónak 6 csapja van - két sor 3 csapból. Az egyik sort a tápellátás Vin -hez való csatlakoztatására használják az Arduino -n. A másik sor a D6 -ot a földhöz köti. A D6 belső felhúzásával az Arduino láthatja, hogy csatlakoztatva van-e a Vin bekapcsolásához.

Végül a tápellátás pozitív csatlakozóját (női tápcsatlakozó) az INA219 -en keresztül vezetjük a pozitív kimenetre (férfi tápcsatlakozó). Az érzékelő így képes mérni a rajta átfolyó áramot.

2. lépés: A tok nyomtatása

A tok egy dobozból és egy fedélből áll. Mindkettőnek könnyen nyomtathatónak kell lennie, és a legtöbb nyomtató támogatja őket nyomtatás nélkül. De támogatást is hozzáadhat, ha akar.

Ha elkészült, a két rész összeilleszkedik. Ha nagyon óvatos, újra kinyithatja. De a két rugós zár kissé törékeny, és eltörhet, ha nem vigyáz.

Nincs 3D nyomtató?

Ha nincs hozzáférése 3D nyomtatóhoz, biztos vagyok benne, hogy lehetséges egy másik tok elkészítése. Vásárolhat egy műanyag vagy alumínium projekt tokot/dobozt. Vagy készíthet valamit magának fából vagy kartonból. Légy kreatív!

3. lépés: A fedél összeszerelése

A fedél az OLED képernyőt és a kapacitív érintőgombot tartalmazza. Forrasztja a vezetékeket az alkatrészekre, mielőtt ragasztópisztollyal a helyükre ragasztaná őket. Óvakodjon az OLED képernyőtől - néha az üveg ferdén van felszerelve a NYÁK -ra. Tehát igazítsa össze, mielőtt a helyére ragasztja. Ha van 5 tűs csatlakozója, akkor csatlakoztassa azt a vezetékekhez. Ha nem, akkor is lehetséges a képernyő és a gomb közvetlen csatlakoztatása az Arduino -hoz - de egy kicsit nehezebb vele dolgozni.

4. lépés: A fő doboz összeszerelése

Szerelje fel a női csatlakozót és a csúszó kapcsolót, majd csavarja be őket. Ha nem talál kicsi csavart, amely illeszkedik a kapcsolóhoz, egyszerűen ragaszthatja a helyére. Azt hiszem, az enyémet egy régi DVD -meghajtóból szereztem, amit szétszedtem:)

Távolítsa el a csapokat és csatlakozókat az INA219 -ből (ha fel van szerelve), erre nincs elég hely a dobozban. Ezután teljesen kösse be az Arduino és az INA219 kábeleit, mielőtt a dobozba ragasztja őket. Ismét adja hozzá az 5 tűs csatlakozót, ha megvan - vagy csak közvetlenül a fedélhez kell vezetni.

Ezután fejezze be a kapcsolást és a hálózati csatlakozókat. A csúszókapcsolón forrasztó vezetékek a két sorhoz, amelyek a legközelebbi dugaszolóaljzathoz vannak mindkét sorban. Így csúsztathatja a kapcsolót az USB felé az USB tápellátás kiválasztásához. És csúsztassa a kapcsolót a bemeneti tápellátás felé. Könnyű megjegyezni!

Ne zárja le még az ügyet! A legjobb, ha először teszteljük, hogy minden működik.

5. lépés: Az Arduino programozása

Ha még nincs telepítve az Arduino IDE, töltse le az arduino.cc webhelyről

Telepítenie kell a két U8g2 és Adafruit INA219 könyvtárat is. Mindkettő elérhető a könyvtárkezelőben. Az Adafruit INA219 esetében győződjön meg arról, hogy az 1.0.5 -ös verziót kapja - az újabb verziók további könyvtárakat és flash memóriát igényelnek, de jelenleg nem nyújtanak további funkciókat.

Ezután szerezze be a forráskódot ebben az utasításban (Tiny-VA-Meter.ino és FlashMem.h), vagy szerezze be a GitHub Tiny-VA-Meter Git legújabb verzióját. Most nyissa meg a Tiny-VA-Meter.ino-t az Arduino IDE-vel.

Csatlakoztassa a Tiny V/A mérőt a számítógéphez USB -kábellel.

Az eszközök közül válassza ki a fórumot: "Arduino Nano", a processzort: "ATmega328P" és a megfelelő portot. Az arduino -tól függően előfordulhat, hogy a processzort "ATmega328P (régi rendszerbetöltő)" -re kell cserélni. Ha kommunikációs hibái vannak, próbálja ki.

Nyomja meg a feltöltés gombot, és várja meg, amíg befejeződik.

6. lépés: Ellenőrizze, hogy minden működik -e

Mielőtt lezárná a tokot, érdemes ellenőrizni, hogy minden megfelelően van -e csatlakoztatva. A következő lépéseket követve ellenőrizheti az összes összetevőt:

1. USB tápellátás esetén a kijelzőnek világítania kell, és ki kell mutatnia az értékeket (a csúszókapcsoló helyzetétől függetlenül).

2. Ellenőrizze, hogy a gomb megérintésével válthat -e a menüben.

3. Tápellátás a bemeneten, és ellenőrizze, hogy a mérő a megfelelő feszültséget mutatja -e.

4. Próbálja meg eltolni a csúszkakapcsolót, és ellenőrizze, hogy a mérő megjeleníti -e a tartományüzeneteket.

5. Most megpróbálhatja a csúszó kapcsolót bemeneti tápellátásra állítani, és válassza le az USB -t. A mérőnek továbbra is működnie kell.

6. Végül képesnek kell lennie egy terhelés vagy eszköz csatlakoztatására a kimenetre, és ellenőrizni, hogy az érzékelő olvassa -e az aktuális rajzot.

Ha mindezek a lépések sikeresek voltak, akkor a mérőnek tökéletesen kell működnie! Most a helyére pattinthatja a fedelet!

7. lépés: Tanuld meg navigálni a menüben

Indításkor a mérő elkezdi a rendelkezésre álló bemeneti tartomány megjelenítését a csúszókapcsoló helyzetétől függően: "Bemeneti tartomány: 0-26V 3.2A" vagy "Bemeneti tartomány: 4-15V 3.2A". Az üzenet csak néhány másodpercig jelenik meg, de rövid megnyomással kihagyhatja. Ha a csúszó kapcsolót a rendszerindítás után kicserélik, néhány másodpercig ismét megjelenik egy új üzenet.

Röviden: rövid megnyomással navigálhat, és hosszú megnyomással választhat (1 mp).

A mérőnek három fő oldala van: V/A kijelző, V/A/W/Ah kijelző és beállítások. A gomb rövid megnyomásával ugrik az oldalak között.

A V/A/W/Ah oldalon hosszú lenyomással visszaállíthatja az mAh -t.

A beállítások oldalon hosszan megnyomva adhatja meg a beállításokat. Most ismét rövid gombnyomással navigálhat a különböző beállítások között. A rendelkezésre álló beállítások az "Érzékelési tartomány", "Frissítési gyakoriság" és "Érzékelő alvó". Az egyes beállításokat hosszú megnyomással válthatja. Amikor az utolsó beállításon túl navigál, a mérő visszatér a V/A kijelző menübe.

8. lépés: A soros interfész használata

Ha USB -vel rendelkező számítógéphez csatlakozik, akkor az Arduino soros monitort (vagy egy másik terminált) használva kommunikálhat a Tiny V/A mérővel. 115200 baudrate -t használ.

A kiválasztott mintavételi gyakorisággal a mérő soronként továbbítja az összes leolvasást, és ezt könnyen leolvashatja a terminálon.

De a Tiny V/A Meter beállításait soros parancsokkal is módosíthatja. Győződjön meg róla, hogy a "Newline" lehetőséget választja a sor végének.

Bármely érvénytelen parancs megjeleníti a súgó menüt:

Parancsok:- reset (visszaállítás mAh)

- olvassa el (Válasz a legújabb eredményekkel)

- log x (a minták automatikus tx - x be- vagy kikapcsolható)

- alvás x (INA219 alvás a minták között - x be- vagy kikapcsolható)

- frissítés x (képernyő és soros frissítési gyakoriság beállítása. x lehet 100, 200, 500 vagy 1000)

- x tartomány (Állítsa be az INA219 tartományt. x lehet 3.2A esetén 1, 1A esetén 2 vagy 0,4A esetén 2)

Például írja be a "refresh 1000" parancsot a mintavételi frekvencia 1 másodpercre való módosításához. Vagy írja be a "kijelentkezés" parancsot az eredmények automatikus továbbításának letiltásához. A mérő "OK" -val válaszol, ha sikeres.

9. lépés: Kész

Most használd valami szórakoztató mérésére:)

Megpróbáltam hozzáadni az összes hasznos funkciót. De bátran végezze el saját módosításait. Kérjük, ossza meg velünk, ha képes félelmetes fejlesztéseket végezni az apró V/A mérőműszerben!

Frissítve 2020.06.14.: Illesztőprogram módosítva és további funkciókkal bővítve! Ez az útmutató még nem terjed ki rá - de megnézheti a GitHub -on.