Mažas V/A matuoklis su INA219: 9 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Pavargote iš naujo prijungti multimetrą, kai norite išmatuoti įtampą ir srovę mažame projekte? Mažas V/A matuoklis yra prietaisas, kurio jums reikia!

INA219 didelės srovės jutiklis nėra naujas. Yra daug gerų projektų, kuriuose naudojama galimybė išmatuoti tiek srovę, tiek įtampą esant apkrovai. Iš pradžių mane įkvėpė youtuberis Julianas Ilettas ir jo „10 minučių„ Arduino Project - INA219 Current Sensor “vaizdo įrašas. Bet aš norėjau kompaktiško matuoklio su paprasta sąsaja ir 3D spausdintu dėklu - todėl nusprendžiau tai padaryti pats.

Apie INA219 jutiklį:

INA219 gali išmatuoti ± 3,2 A su 0,1 mA skiriamąja geba. Tai daroma matuojant įtampos kritimą per 0,1 omo rezistorių ant PCB. Taigi jutiklis įves labai mažą įtampos kritimą, bet blogiausiu atveju - tik 320 mV (3,2 A). Pavyzdžiui, esant 100 mA, kritimas yra tik 10 mV. Jei norite, galite pakeisti rezistorių, kad gautumėte didesnį diapazoną ar skiriamąją gebą. Tuo pačiu metu jutiklis taip pat matuoja magistralės įtampą, kurios skiriamoji geba yra 4 mV. Mano patirtis rodo, kad įtampos rodmenys yra labai tikslūs. Dabartinių rodmenų tikslumas priklauso nuo faktinio jūsų rezistoriaus atsparumo. Paprastai jų tolerancija yra 1% (bet nesate tikri, ar turėtumėte pasitikėti pigiomis „eBay“plokštėmis). Manau, kad turėtų būti įmanoma kalibruoti rezultatus, jei žinote tikslią rezistoriaus vertę. Bet aš to nesigilinau, nes tikslumas buvo pakankamai geras mano poreikiams. Jutiklis turi skirtingus stiprinimo nustatymus - jie nepaveiks skiriamosios gebos, bet padės sumažinti triukšmą mažuose diapazonuose.

„Tiny V/A“matuoklio savybės:

• Galima maitinti iš USB arba iš maitinimo šaltinio.

  • Kai tiekiamas iš USB, įvesties šaltinis gali būti nuo 0 iki 26 V. Tik jutiklio nuotėkio srovė turi įtakos įvesties galiai. Puiku, jei norite patikrinti akumuliatoriaus talpą.
  • Kai jis tiekiamas iš maitinimo šaltinio, jis gali svyruoti nuo 4 iki 15 V. (Arduino įtampos reguliatoriaus apribojimai).
  • Pasirinkta įvestis aptinkama įkrovos ar pakeitimo metu ir vartotojui parodys diapazono pranešimą.
• Gali vienu metu rodyti įtampą, srovę, galią ir mAh.
• mAh gali būti atstatytas.
• Vieno mygtuko sąsaja su trumpu / ilgu paspaudimu.
• Pasirinkite INA219 diapazonus: 26V / 3.2A, 26V / 1A arba 16V / 0.4A.
• Pasirinkite 100, 200, 500 arba 1000 ms mėginių ėmimo dažnį.
• Įjunkite/išjunkite jutiklio miegą, kad sumažintumėte jutiklio nuotėkio srovę.
• Nustatymai saugomi EEPROM ir iš naujo įkeliami įkrovos metu
• Serijinė sąsaja
  • Spausdina rezultatus seriale. Gali būti naudojamas kirtimui.
  • Pakeiskite nustatymus naudodami serijines komandas

Prekės

1x „Arduino Nano“- „Arduino Nano eBay“pavyzdys

1x INA219 jutiklių plokštė - INA219 purpurinė jutiklių plokštė „eBay“pavyzdys

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

1x TTP223 talpinis jutiklinis jungiklis - TTP223 talpinis jutiklinis mygtukas PCB eBay pavyzdys

1x moteriško maitinimo lizdo lizdo tvirtinimas - moteriško maitinimo lizdo skylės laikiklio „eBay“pavyzdys

1x vyrų maitinimo lizdas - vyriškas maitinimo lizdas su įsukamais gnybtais „eBay“pavyzdys arba „Male Power Jack“su „Push“gnybtais „eBay“pavyzdys

1x stumdomas jungiklis 2 padėtis 6 kontaktų - stumdomas jungiklis 6 kontaktų „eBay“pavyzdys

Laidai

1x 5 kontaktų kištukinė jungtis (neprivaloma) - 2,54 kištukinės kaiščių antraštės „eBay“pavyzdys

1x 5 kontaktų jungtis (neprivaloma) - „Dupont“jungčių rinkinio „eBay“pavyzdys arba 2,54 5 kontaktų vienos eilės jungties „eBay“pavyzdys

Termiškai susitraukiantis vamzdis (neprivaloma)

Įrankiai:

Lituoklis

3D spausdintuvas (jei norite 3D spausdinto dėklo)

Klijų pistoletas

1 žingsnis: schemos

Aš padariau dvi schemų versijas. Tradicinis ir paveikslu pagrįstas. Ryšiai yra identiški, todėl galite naudoti viską, kas jums patinka.

apibūdinimas

Tiek OLED ekranas, tiek INA219 jutiklis naudoja I2C, todėl jiems reikia SDA ir SCL, prijungtų prie A4 ir A5.

Talpinio jutiklinio jutiklio išvestį prijungsime prie D2 įvesties.

Stumdomas jungiklis turi 6 kaiščius - dvi eilutes po 3 kaiščius. Viena eilutė bus naudojama prijungti maitinimo šaltinį prie „Arduino“„Vin“. Kita eilutė sujungs D6 su žeme. Naudodamas vidinį D6 traukimą, „Arduino“galės pamatyti, ar jis prijungtas prie „Vin“maitinimo.

Galiausiai nukreipiame teigiamą maitinimo įvesties jungtį (maitinimo lizdą) per INA219 į teigiamą išvestį (maitinimo lizdas). Taip jutiklis gali išmatuoti per jį tekančią srovę.

2 veiksmas: dėklo spausdinimas

Dėklas susideda iš dėžutės ir dangtelio. Abu turėtų būti lengvai spausdinami, o dauguma spausdintuvų gali juos spausdinti be palaikymo. Bet jei norite, galite pridėti palaikymą.

Baigę abi dalys užsifiksuoja kartu. Jei būsite labai atsargūs, galėsite jį vėl atidaryti. Tačiau abi spyruoklinės spynos yra šiek tiek trapios ir gali nesulūžti, jei nebūsite atsargūs.

Nėra 3D spausdintuvo?

Jei neturite prieigos prie 3D spausdintuvo, esu tikras, kad galima padaryti kitą atvejį. Projekto dėklą/dėžutę galite įsigyti iš plastiko arba aliuminio. Arba galite ką nors padaryti patys iš medžio ar kartono. Būk kūrybingas!

3 žingsnis: Dangtelio surinkimas

Dangtelyje yra OLED ekranas ir talpinis jutiklinis mygtukas. Lituokite laidus ant komponentų, prieš juos klijuodami klijų pistoletu. Saugokitės OLED ekrano - kartais stiklas ant PCB sumontuotas pasviręs. Taigi, prieš klijuodami, sulygiuokite. Jei turite 5 kontaktų jungtį, pridėkite ją prie laidų. Jei to nepadarysite, ekraną ir mygtuką galima prijungti tiesiai prie „Arduino“, tačiau su juo dirbti yra šiek tiek sunkiau.

4 žingsnis: pagrindinės dėžutės surinkimas

Sumontuokite maitinimo lizdą ir stumdomą jungiklį ir prisukite juos. Jei nerandate jokių mažų varžtų, tinkančių jungikliui, galite jį tiesiog klijuoti. Manau, kad savo gavau iš seno DVD įrenginio, kurį išardžiau:)

Nuimkite kaiščius ir jungtis iš INA219 (jei sumontuota), dėžutėje tam nepakanka vietos. Tada visiškai prijunkite „Arduino“ir „INA219“, prieš klijuodami juos dėžutėje. Dar kartą pridėkite 5 kontaktų jungtį, jei ją turite, arba tiesiog prijunkite ją tiesiai prie dangčio.

Tada užbaigite laidų jungiklius ir maitinimo lizdus. Ant slankiklio perjunkite lydmetalio laidus prie dviejų kaiščių, esančių arčiausiai abiejų eilučių maitinimo lizdo. Tokiu būdu galite pastumti jungiklį link USB, kad pasirinktumėte USB maitinimą. Ir pastumkite jungiklį įėjimo įvesties link. Lengva prisiminti!

Dar neuždarykite bylos! Geriausia pirmiausia išbandyti, ar viskas veikia.

5 žingsnis: „Arduino“programavimas

Jei dar neįdiegėte „Arduino IDE“, gaukite jį iš arduino.cc

Taip pat turite įdiegti dvi bibliotekas U8g2 ir Adafruit INA219. Abu yra prieinami bibliotekos vadybininkui. Jei naudojate „Adafruit INA219“, įsitikinkite, kad gaunate 1.0.5 versiją - naujesnėms versijoms reikalingos papildomos bibliotekos ir „flash“atmintis, tačiau šiuo metu nesuteikiama jokių papildomų funkcijų.

Tada gaukite šaltinio kodą, pridėtą šioje instrukcijoje („Tiny-VA-Meter.ino“ir „FlashMem.h“), arba gaukite naujausią versiją iš „GitHub Tiny-VA-Meter Git“. Dabar atidarykite „Tiny-VA-Meter.ino“naudodami „Arduino IDE“.

Prijunkite „Tiny V/A“matuoklį prie kompiuterio naudodami USB kabelį.

Iš įrankių pasirinkite „Board“: „Arduino Nano“, Procesorius: „ATmega328P“ir tinkamą prievadą. Priklausomai nuo jūsų arduino, gali tekti pakeisti procesorių į „ATmega328P (Old bootloader)“. Jei turite bendravimo klaidų, pabandykite tai padaryti.

Paspauskite įkėlimo mygtuką ir palaukite, kol jis bus baigtas.

6 veiksmas: patikrinkite, ar viskas veikia

Prieš uždarydami dėklą, verta patikrinti, ar viskas tinkamai prijungta. Norėdami patikrinti visus komponentus, galite atlikti šiuos veiksmus:

1. Iš USB maitinimo ekranas turi užsidegti ir rodyti rodmenis (nepriklausomai nuo slankiklio jungiklio padėties).

2. Patikrinkite, ar galite perjungti meniu bakstelėdami mygtuką.

3. Įjunkite maitinimą ir patikrinkite, ar skaitiklis rodo teisingą įtampą.

4. Pabandykite perjungti slankiklį ir patikrinkite, ar matuoklis rodo atstumo pranešimus.

5. Dabar galite pabandyti perjungti slankiklį į įjungimo maitinimą ir atjungti USB. Skaitiklis vis tiek turėtų veikti.

6. Galiausiai turėtumėte turėti galimybę prie išvesties prijungti apkrovą ar įrenginį ir patikrinti, ar jutiklis skaito dabartinį braižą.

Jei visi šie veiksmai buvo sėkmingi, jūsų skaitiklis turėtų veikti nepriekaištingai! Dabar galite užsukti dangtelį į vietą!

7 veiksmas: išmokite naršyti meniu

Įkrovimo metu skaitiklis pradės rodyti turimą įvesties diapazoną, priklausomai nuo slankiklio jungiklio padėties: „Įvesties sritis: 0-26V 3.2A“arba „Įvesties sritis: 4-15V 3.2A“. Pranešimas bus rodomas tik kelias sekundes, tačiau galite jį praleisti trumpai paspaudę. Jei slankiklis perjungiamas po įkrovos, kelias sekundes vėl pasirodys naujas pranešimas.

Trumpai tariant, naršykite trumpai paspausdami ir pasirinkite ilgai paspausdami (1 sek.).

Skaitiklis turi 3 pagrindinius puslapius: V/A ekranas, V/A/W/Ah ekranas ir nustatymai. Trumpas mygtuko paspaudimas pereis tarp šių puslapių.

Puslapyje V/A/W/Ah galite iš naujo nustatyti mAh ilgai paspaudę.

Nustatymų puslapyje galite įvesti nustatymus ilgai paspaudę. Dabar trumpu paspaudimu vėl galite naršyti tarp skirtingų nustatymų. Galimi nustatymai „Jutiklių diapazonas“, „Atnaujinimo dažnis“ir „Jutiklio miego režimas“. Ilgą paspaudimą galite perjungti kiekvieną nustatymą. Pereinant prie paskutinio nustatymo, skaitiklis grįš į V/A rodymo meniu.

8 veiksmas: serijinės sąsajos naudojimas

Kai prijungtas prie kompiuterio su USB, galite naudoti „Arduino“serijinį monitorių (arba kitą terminalą), kad galėtumėte bendrauti su „Tiny V/A“matuokliu. Jis naudoja baudų spartą 115200.

Pasirinkęs mėginių ėmimo dažnį, skaitiklis visus rodmenis perduos serijiniu būdu, o terminale tai lengvai perskaitysite.

Bet taip pat galite pakeisti „Tiny V/A Meter“nustatymus naudodami serijines komandas. Būtinai pasirinkite „Nauja eilutė“kaip eilutės pabaigą.

Bet kuri netinkama komanda parodys pagalbos meniu:

Komandos:- atstatyti (iš naujo nustatyti mAh)

- perskaitykite (atsakykite su naujausiais rezultatais)

- žurnalas x (automatinis mėginių tx - x gali būti įjungtas arba išjungtas)

- miegas x (INA219 miegas tarp mėginių - x gali būti įjungtas arba išjungtas)

- atnaujinti x (nustatyti ekrano ir serijos atnaujinimo dažnį. x gali būti 100, 200, 500 arba 1000)

- diapazonas x (nustatykite INA219 diapazoną. x gali būti 0 3.2A, 1 - 1A arba 2 - 0.4A)

Pavyzdžiui, įveskite „refresh 1000“, kad atrankos dažnis būtų pakeistas į 1 sek. Arba įveskite „log off“, kad išjungtumėte automatinę rezultatų perdavimą. Skaitiklis atsakys „Gerai“, jei pavyks.

9 žingsnis: padaryta

Dabar naudokite jį, kad išmatuotumėte ką nors įdomaus:)

Bandžiau pridėti visas man naudingas funkcijas. Tačiau nedvejodami atlikite savo pakeitimus. Ir pasidalykite, jei galite padaryti nuostabių „Tiny V/A“matuoklio patobulinimų!

Atnaujinta 2020-06-14: pakeista tvarkyklė ir pridėta daugiau funkcijų! Šis vadovas dar neapima, bet galite tai patikrinti mano „GitHub“.