Majhen merilnik V/A z INA219: 9 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Ste naveličani ponovnega priključevanja multimetra, če želite izmeriti napetost in tok pri majhnem projektu? Majhen merilnik V/A je naprava, ki jo potrebujete!

Pri senzorju visokega toka INA219 ni nič novega. Obstaja veliko dobrih projektov, ki uporabljajo svojo sposobnost merjenja toka in napetosti na obremenitvi. Prvotno me je navdihnil youtuber Julian Ilett in njegov video "10 Minute Arduino Project - INA219 Current Sensor". Toda želel sem kompakten števec s preprostim vmesnikom in 3D natisnjenim ohišjem - zato sem se odločil, da ga naredim sam.

O senzorju INA219:

INA219 lahko meri ± 3,2A z ločljivostjo 0,1 mA. To naredi z merjenjem padca napetosti na 0,1 ohmskem uporu na tiskanem vezju. Tako bo senzor uvedel zelo majhen padec napetosti, vendar le 320 mV v najslabšem primeru (3,2A). Na primer pri 100 mA je padec le 10 mV. Če želite, lahko upor spremenite tako, da dobite višji razpon ali ločljivost. Hkrati senzor meri tudi napetost vodila z ločljivostjo 4 mV. Po mojih izkušnjah so odčitki napetosti zelo natančni. Natančnost trenutnih odčitkov je odvisna od dejanskega upora vašega upora. Običajno imajo 1% tolerance (vendar niste prepričani, da zaupate poceni eBay ploščam). Menim, da bi bilo mogoče kalibrirati rezultate, če poznate natančno vrednost upora. Nisem pa se poglobil v to, saj je bila natančnost dovolj dobra za moje potrebe. Senzor ima različne nastavitve ojačanja - ti ne vplivajo na ločljivost, vendar pomagajo zmanjšati hrup v nizkih območjih.

Lastnosti drobnega merilnika V/A:

• Lahko se napaja iz USB -ja ali iz vhoda za napajanje.

  • Ko se napaja iz USB, se lahko vhodni napajalnik giblje od 0 - 26V. Samo uhajanje toka senzorja vpliva na vhodno moč. Lepo, če želite preveriti zmogljivost baterije.
  • Ko se napaja iz vhodne energije, se lahko giblje od 4 - 15V. (Omejitve regulatorja napetosti arduino).
  • Izbrani vnos se zazna ob zagonu ali spremembi in uporabniku prikaže sporočilo o dosegu.
• Lahko hkrati prikaže napetost, tok, moč in mAh.
• mAh je mogoče ponastaviti.
• Vmesnik z enim gumbom s kratkim / dolgim pritiskom.
• Izberite območja INA219: 26V / 3.2A, 26V / 1A ali 16V / 0.4A.
• Izberite hitrost vzorčenja 100, 200, 500 ali 1000 ms.
• Omogočite/onemogočite stanje mirovanja senzorja, da zmanjšate uhajanje toka v senzorju.
• Nastavitve se shranijo v EEPROM in ponovno naložijo ob zagonu

• Serijski vmesnik

  • Natisne rezultate pri seriji. Lahko se uporablja za beleženje.
  • Spremenite nastavitve s serijskimi ukazi

Zaloge

1x Arduino Nano - primer Arduino Nano eBay

1x senzorska plošča INA219 - primer vijolične senzorske plošče INA219 eBay

1x OLED 0,96 "I2C 128X64 4 -pinski - primer OLED 0,96" modre I2C eBay

1x kapacitivno stikalo na dotik TTP223 - primer eBay -a s kapacijskim gumbom na dotik

1x vtičnica za vtičnico za ženski napajalnik - primer eBay za pritrditev na vtičnico

1x moški priključek za napajanje - primer moškega napajalnika z vijačnimi sponkami primer eBay ali moški priključek za napajanje s potisnimi sponkami primer eBay

1x drsno stikalo 2 položaja 6 pin - primer drsnega stikala 6 pina eBay

Žice

1x 5 -polni moški konektor (neobvezno) - primer 2,54 moških pin -ebera

1x 5 -polni ženski konektor (neobvezno) - Primer konektorjev Dupont za primer eBay ali 2,54 primer 5 -polnega enosmernega priključka za eBay

Termoskrčljiva cev (neobvezno)

Orodja:

Spajkalno železo

3D tiskalnik (če želite 3D natisnjeno ohišje)

Pištola za lepilo

1. korak: Sheme

Naredil sem dve različici sheme. Tradicionalna in zasnovana na sliki. Povezave so enake, zato lahko uporabite karkoli želite.

Opis

Zaslon OLED in senzor INA219 uporabljata I2C, zato potrebujeta SDA in SCL, povezana z A4 in A5.

Izhod kapacitivnega senzorja na dotik bomo povezali z D2 za vnos.

Drsno stikalo ima 6 zatičev - dve vrsti po 3 zatiči. Ena vrstica bo uporabljena za priključitev vhodne energije na Vin na Arduinu. Druga vrstica bo povezala D6 z maso. Z uporabo notranjega vlečenja na D6 bo Arduino lahko videl, ali je priključen na napajanje Vina ali ne.

Nazadnje napeljemo pozitivni konektor vhodnega napajanja (ženska vtičnica) skozi INA219 do pozitivnega izhoda (moški vtičnica). Tako lahko senzor izmeri tok, ki teče skozi njega.

2. korak: Tiskanje ohišja

Ohišje je sestavljeno iz škatle in pokrova. Oba bi morala biti enostavna za tiskanje, večina tiskalnikov pa jih lahko natisne brez podpore. Če pa želite, lahko dodate podporo.

Ko končate, se dva dela združita. Če ste zelo previdni, ga boste lahko znova odprli. Toda dve vzmetni ključavnici sta nekoliko krhki in se lahko zlomita, če niste previdni.

Brez 3D tiskalnika?

Če nimate dostopa do 3D tiskalnika, sem prepričan, da je mogoče narediti še en primer. Lahko kupite projektni kovček/škatlo iz plastike ali aluminija. Ali pa lahko sami naredite nekaj iz lesa ali kartona. Bodi ustvarjalen!

3. korak: Sestavljanje pokrova

Na pokrovu je zaslon OLED in kapacitivni gumb na dotik. Spajajte žice na sestavnih delih, preden jih pritrdite s pištolo za lepilo. Pazite na zaslon OLED - včasih je steklo nameščeno poševno na tiskano vezje. Zato ga pred lepljenjem poravnajte. Če imate 5 -polni konektor, ga dodajte žicam. Če tega ne storite, je zaslon in gumb še vedno mogoče priključiti neposredno na Arduino - vendar je delo z njim nekoliko težje.

4. korak: Sestavljanje glavne škatle

Namestite ženski vtič in drsno stikalo ter ju privijte. Če ne najdete majhnih vijakov, ki bi ustrezali stikalu, ga le prilepite na mesto. Mislim, da sem svojega dobil iz starega pogona DVD, ki sem ga razstavil:)

Odstranite zatiče in priključke iz INA219 (če je nameščen), v škatli za to ni dovolj prostora. Nato v celoti ožičite Arduino in INA219, preden ju zlepite v škatlo. Ponovno dodajte 5 -polni konektor, če ga imate - ali pa ga preprosto priključite neposredno na pokrov.

Nato dokončajte ožičenje stikal in vtičnic. Na drsnem stikalu spajkajte žice na dva zatiča, ki sta najbližje ženski vtičnici na obeh vrstah. Na ta način lahko potisnete stikalo proti USB -ju, da izberete napajanje USB. In potisnite stikalo proti vhodu za vhodno moč. Enostavno zapomniti!

Zadeve še ne zapirajte! Najbolje je, da najprej preizkusite, ali vse deluje.

5. korak: Programiranje Arduina

Če še nimate nameščenega Arduino IDE, ga prenesite s spletnega mesta arduino.cc

Prav tako morate namestiti obe knjižnici U8g2 in Adafruit INA219. Oboje je na voljo v upravitelju knjižnice. Za Adafruit INA219 preverite, ali imate različico 1.0.5 - novejše različice zahtevajo dodatne knjižnice in bliskovni pomnilnik, vendar trenutno ne ponujajo nobenih dodatnih funkcij.

Nato naložite izvorno kodo v ta Instructable (Tiny-VA-Meter.ino in FlashMem.h) ali prenesite najnovejšo različico iz mojega GitHub Tiny-VA-Meter Git. Zdaj odprite Tiny-VA-Meter.ino z Arduino IDE.

Drobni merilnik V/A povežite z računalnikom s kablom USB.

Med orodji izberite Board: "Arduino Nano", Processor: "ATmega328P" in pravilna vrata. Morda boste morali procesor spremeniti v "ATmega328P (stari zagonski nalagalnik)", odvisno od vašega arduina. Če imate komunikacijske napake, poskusite.

Pritisnite gumb za nalaganje in počakajte, da se konča.

6. korak: Preverite, ali vse deluje

Preden zaprete ohišje, je dobro preveriti, ali je vse pravilno povezano. Če želite preveriti vse komponente, sledite tem korakom:

1. Z napajanjem USB mora zaslon zasvetiti in prikazati odčitke (ne glede na položaj drsnega stikala).

2. Preverite, ali lahko spremenite meni s pritiskom na gumb.

3. Na vhod vklopite napajanje in preverite, ali merilnik prikazuje pravilno napetost.

4. Poskusite premakniti drsno stikalo in preverite, ali merilnik prikazuje sporočila o dosegu.

5. Zdaj lahko poskusite drsno stikalo nastaviti na vhodno napajanje in odklopite USB. Merilnik mora še vedno delovati.

6. Na koncu bi morali imeti možnost priključiti obremenitev ali napravo na izhod in preveriti, ali senzor bere trenutno napetost.

Če bi bili vsi ti koraki uspešni, bi moral vaš števec delovati odlično! Zdaj lahko pokrov pritrdite na svoje mesto!

7. korak: Naučite se krmariti po meniju

Pri zagonu bo merilnik začel prikazovati razpoložljivo vhodno območje, odvisno od položaja drsnega stikala: "Vhodno območje: 0-26V 3.2A" ali "Vhodno območje: 4-15V 3.2A". Sporočilo se bo prikazalo le nekaj sekund, vendar ga lahko preskočite s kratkim pritiskom. Če drsno stikalo spremenite po zagonu, se za nekaj sekund znova prikaže novo sporočilo.

Na kratko krmarite s kratkim pritiskom in izbirate z dolgim pritiskom (1 s).

Merilnik ima 3 glavne strani: V/A zaslon, V/A/W/Ah zaslon in nastavitve. Kratek pritisk na gumb bo skočil med te strani.

Na strani V/A/W/Ah lahko z dolgim pritiskom ponastavite mAh.

Na strani z nastavitvami lahko z dolgim pritiskom vnesete nastavitve. Zdaj lahko s kratkim pritiskom znova krmarite med različnimi nastavitvami. Razpoložljive nastavitve so "Obseg senzorja", "Hitrost osveževanja" in "Spanje senzorja". Vsako nastavitev preklopite z dolgim pritiskom. Ko se pomikate mimo zadnje nastavitve, se bo merilnik vrnil v meni V/A.

8. korak: Uporaba serijskega vmesnika

Ko ste povezani z računalnikom z USB -jem, lahko uporabite Arduino Serial Monitor (ali drug terminal) za komunikacijo z drobnim merilnikom V/A. Uporablja baudrate 115200.

Z izbrano hitrostjo vzorčenja bo merilnik prenašal vse odčitke serijsko, kar lahko preprosto preberete v terminalu.

Nastavitve na drobnem merilniku V/A lahko spremenite tudi s serijskimi ukazi. Za konec vrstice izberite "Newline".

Vsak neveljaven ukaz bo prikazal meni za pomoč:

Ukazi:- ponastavitev (ponastavitev mAh)

- preberi (Odgovori z najnovejšimi rezultati)

- log x (Samodejni tx vzorcev - x je lahko vklopljen ali izklopljen)

- spanje x (spanje INA219 med vzorci - x je lahko vklopljeno ali izklopljeno)

- osveži x (Nastavi zaslon in serijsko osveževanje. x je lahko 100, 200, 500 ali 1000)

- razpon x (nastavite obseg INA219. x je lahko 0 za 3,2 A, 1 za 1 A ali 2 za 0,4 A)

Na primer, vnesite "osveži 1000", da spremenite hitrost vzorčenja na 1 sekundo. Ali pa vnesite "log off", da onemogočite samodejni prenos rezultatov. Merilnik bo v primeru uspeha odgovoril z "OK".

9. korak: Končano

Zdaj ga uporabite za merjenje nečesa zabavnega:)

Poskušal sem dodati vse funkcije, ki se mi zdijo koristne. Vendar vas prosimo, da sami naredite spremembe. Prosimo, delite, če lahko naredite nekaj izjemnih izboljšav na drobnem merilniku V/A!

Posodobljeno 14/06-2020: Spremenjen gonilnik in dodane dodatne funkcije! Ta vodnik še ni zajet - lahko pa ga preverite na mojem GitHubu.