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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

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 senzoru velike strane struje INA219. Postoji mnogo dobrih projekata koji koriste svoju sposobnost mjerenja struje i napona na opterećenju. Prvotno me inspirirao youtuber Julian Ilett i njegov video "10 Minute Arduino Project - INA219 Current Sensor". Ali htio sam kompaktni mjerač sa jednostavnim sučeljem i 3D tiskanom futrolom - pa sam to odlučio napraviti sam.

O senzoru INA219:

INA219 može mjeriti ± 3,2A s razlučivošću od 0,1 mA. To čini mjerenjem pada napona na otporniku od 0,1 ohma na PCB -u. Tako će senzor unijeti vrlo mali pad napona, ali samo 320 mV u najgorem slučaju (3.2A). Kao primjer pri 100 mA pad je samo 10 mV. Ako želite, moguće je promijeniti otpornik kako biste dobili veći raspon ili razlučivost. U isto vrijeme senzor također mjeri napon sabirnice s razlučivošću od 4 mV. Prema mom iskustvu očitanja napona su vrlo precizna. Preciznost trenutnih očitanja ovisi o stvarnom otporu vašeg otpornika. Obično imaju toleranciju od 1% (ali niste sigurni trebate li 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 - one neće utjecati na razlučivost, ali pomažu u smanjenju šuma u niskim rasponima.

Značajke malog V/A mjerača:

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

  • Kad se napaja s USB -a, ulazni napon može biti u rasponu od 0 - 26V. Samo struja curenja osjetnika utječe na ulaznu snagu. Lijepo ako želite provjeriti kapacitet baterije.
  • Kada se napaja iz ulazne energije, 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 istodobno prikazati napon, struju, snagu i mAh.
• mAh se može resetirati.
• Sučelje s jednim gumbom s 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 kako biste smanjili struju curenja u senzoru.
• Postavke se spremaju u EEPROM i ponovno učitavaju pri pokretanju

• Serijsko sučelje

  • Ispisuje rezultate na serijskoj ploči. Može se koristiti za bilježenje.
  • Promijenite postavke serijskim naredbama

Pribor

1x Arduino Nano - primjer Arduino Nano eBay

1x INA219 senzorska ploča - INA219 ljubičasta senzorska ploča primjer eBaya

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

1x TTP223 kapacitivni dodirni prekidač - TTP223 Kapativni dodirni gumb PCB eBay primjer

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

1x muški priključak za napajanje - Muški priključak za napajanje s vijčanim priključcima primjer eBay -a ili muški priključak za napajanje s priključcima eBay primjer

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

Termoskupljajuća cijev (opcionalno)

Alati:

Lemljeno željezo

3D pisač (ako želite 3D tiskano kućište)

Pištolj za ljepilo

Korak 1: Sheme

Napravio sam dvije verzije shema. Tradicionalni i zasnovan na slici. Priključci su identični pa možete koristiti što god želite.

Opis

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

Izlaz kapacitivnog osjetnika na dodir povezat ćemo s D2 za ulaz.

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

Posljednji put povezujemo pozitivni konektor ulaznog napajanja (ženska utičnica za napajanje) kroz INA219 do pozitivnog izlaza (muška utičnica za napajanje). Na taj način senzor može mjeriti struju koja prolazi kroz njega.

Korak 2: Ispis kućišta

Kućište se sastoji od kutije i poklopca. Oba bi se trebala lako ispisivati, a većina pisača može ih ispisivati bez podrške. Ali možete dodati podršku ako želite.

Kada završite, dva dijela se spajaju. Ako ste vrlo oprezni, moći ćete ga ponovno otvoriti. No dvije su opružne brave pomalo krhke i mogu se slomiti ako niste oprezni.

Nemate 3D pisač?

Ako nemate pristup 3D pisaču, siguran sam da je moguće izraditi 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 zaslon i kapacitivna tipka na dodir. Lemite žice na komponentama prije nego ih zalijepite pištoljem za ljepilo. Čuvajte se OLED zaslona - staklo se ponekad montira koso na PCB. Zato ga poravnajte prije nego što ga zalijepite na mjesto. Ako imate 5 -polni konektor, dodajte to žicama. Ako to ne učinite, još uvijek je moguće povezati zaslon i gumb izravno na Arduino - ali s tim je malo teže raditi.

Korak 4: Sastavljanje glavne kutije

Montirajte žensku utičnicu 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. Ponovno dodajte 5 -pinski konektor ako ga imate - ili ga samo spojite izravno na poklopac.

Zatim dovršite ožičenje za uključivanje i uključivanje utičnica. Na kliznom prekidaču lemite žice na dva pina najbliža ženskoj utičnici za struju u 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 zapamtiti!

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

Korak 5: Programiranje Arduina

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

Također morate instalirati dvije knjižnice U8g2 i Adafruit INA219. Obje su dostupne u upravitelju knjižnice. Za Adafruit INA219 svakako nabavite verziju 1.0.5 - novije verzije zahtijevaju dodatne biblioteke i flash memoriju, ali zasad ne pružaju nikakve dodatne funkcije.

Zatim preuzmite izvorni kôd priložen u ovom Instructable (Tiny-VA-Meter.ino i FlashMem.h) ili preuzmite najnoviju verziju s mog GitHub Tiny-VA-Meter Gita. Sada otvorite Tiny-VA-Meter.ino s Arduino IDE-om.

Spojite Tiny V/A metar na računalo pomoću USB kabela.

Od alata odaberite ploču: "Arduino Nano", procesor: "ATmega328P" i ispravan priključak. Možda ćete morati promijeniti procesor u "ATmega328P (stari bootloader)", ovisno o vašem arduinu. Ako imate komunikacijskih grešaka, pokušajte.

Pritisnite gumb za prijenos i pričekajte da završi.

Korak 6: Provjerite radi li sve

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

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

2. Provjerite možete li promijeniti izbornik dodirom na gumb.

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 čita li osjetnik trenutni napon.

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

Korak 7: Naučite se kretati izbornikom

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 će se poruka ponovno pojaviti na nekoliko sekundi.

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

Mjerač ima 3 glavne stranice: V/A zaslon, V/A/W/Ah zaslon i postavke. Kratkim pritiskom na gumb preskakat ćete između ovih stranica.

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

Na stranici s postavkama možete unijeti postavke dugim pritiskom. Sada se možete ponovno kretati između različitih postavki kratkim pritiskom. Dostupne postavke su "Domet senzora", "Brzina osvježavanja" i "Spavanje senzora". Prebacujete svaku postavku dugim pritiskom. Kad se krećete prema zadnjoj postavci, mjerač će se vratiti na izbornik V/A prikaza.

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 prenositi sva očitanja serijski, a to možete lako pročitati na terminalu.

Ali također možete promijeniti postavke na Tiny V/A metru serijskim naredbama. Svakako odaberite "Novi redak" kao završetak retka.

Svaka nevažeća naredba prikazat će izbornik pomoći:

Naredbe:- resetiranje (reset mAh)

- pročitati (Odgovor s najnovijim rezultatima)

- log x (Automatski tx uzorka - x može biti uključeno ili isključeno)

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

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

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

Na primjer, upišite "osvježi 1000" da biste promijenili brzinu uzorkovanja na 1 sek. Ili upišite "log off" da biste onemogućili automatsko slanje rezultata. Mjerač će odgovoriti s "OK" ako uspije.

Korak 9: Gotovo

Sada ga upotrijebite za mjerenje nečeg zabavnog:)

Pokušao sam dodati sve značajke 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 je upravljački program i dodano više funkcija! Ovaj vodič još nije obuhvaćen - ali to možete provjeriti na mom GitHubu.