Klein V/A meter met INA219: 9 stappen (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Is u moeg daarvoor om u multimeter aan te sluit as u spanning en stroom op 'n klein projek wil meet? Klein V/A -meter is die toestel wat u nodig het!

Daar is niks nuuts aan die INA219 hoëkantstroom sensor nie. Daar is baie goeie projekte wat die vermoë gebruik om stroom en spanning op 'n las te meet. Ek is oorspronklik geïnspireer deur die youtuber Julian Ilett en sy "10 Minute Arduino Project - INA219 Current Sensor" video. Maar ek wou 'n kompakte meter met 'n eenvoudige koppelvlak en 'n 3D -gedrukte omhulsel hê - so ek het besluit om dit self te maak.

Oor die INA219 -sensor:

Die INA219 kan ± 3.2A meet met 'n resolusie van 0.1mA. Dit word gedoen deur die spanningsval oor die 0,1 ohm weerstand op die printplaat te meet. Die sensor bied dus 'n baie klein spanningsval, maar slegs 320 mV in die ergste geval (3.2A). As voorbeeld by 100 mA is die daling slegs 10 mV. As u wil, is dit moontlik om die weerstand te verander om 'n hoër bereik of resolusie te kry. Terselfdertyd meet die sensor ook die busspanning met 'n resolusie van 4 mV. Volgens my ervaring is die spanningslesings baie presies. Die presisie van die huidige metings hang af van die werklike weerstand van u weerstand. Hulle het gewoonlik 1% verdraagsaamheid (maar u weet nie of u die goedkoop eBay -borde moet vertrou nie). Ek glo dat dit moontlik moet wees om die resultate te kalibreer as u die presiese waarde van die weerstand ken. Maar ek het nie verder ingegaan nie, aangesien die presisie goed genoeg was vir my behoeftes. Die sensor het verskillende versterkingsinstellings - dit beïnvloed nie die resolusie nie, maar help om geraas in die lae reekse te verminder.

Kenmerke van die Tiny V/A Meter:

• Kan aangedryf word via USB of deur die ingang.

  • As dit van USB voorsien word, kan die ingangstoevoer wissel van 0 - 26V. Net die lekstroom van die sensor beïnvloed die kraginvoer. Aangenaam as u die kapasiteit van 'n battery wil verifieer.
  • Dit kan van 4 tot 15 V. (Beperkings van die arduino spanningsreguleerder).
  • Geselekteerde insette word by opstart of verandering bespeur en 'n reikwydteboodskap sal aan die gebruiker vertoon word.
• Kan gelyktydig spanning, stroom, krag en mAh vertoon.
• mAh kan herstel word.
• Een knoppie koppelvlak met kort / lang druk.
• Kies INA219 -reekse: 26V / 3.2A, 26V / 1A of 16V / 0.4A.
• Kies bemonsteringssnelheid 100, 200, 500 of 1000 ms.
• Aktiveer/deaktiveer sensorslaap om die lekstroom in die sensor te verlaag.
• Instellings word in EEPROM gestoor en herlaai tydens opstart

• Seriële koppelvlak

  • Druk die resultate op reeks af. Kan gebruik word om aan te meld.
  • Verander instellings met reeksopdragte

Voorrade

1x Arduino Nano - Arduino Nano eBay -voorbeeld

1x INA219 sensorbord - INA219 pers sensorbord eBay voorbeeld

1x OLED 0,96 "I2C 128X64 4 -pen - OLED 0,96" Blue I2C eBay -voorbeeld

1x TTP223 kapasitiewe aanraakskakelaar - TTP223 kapasitiewe aanraakknoppie PCB eBay -voorbeeld

1x Female Power Supply Jack Socket Mount - Female Power Jack hole mount eBay example

1x Male Power Supply Jack - Male Power Jack met skroefklemme eBay -voorbeeld of Male Power Jack met Push terminals eBay -voorbeeld

1x Skyfskakelaar 2 posisie 6 -pen - Skyfskakelaar met 6 -pen eBay -voorbeeld

Drade

1x 5 -polige manlike aansluiting (opsioneel) - 2,54 manlike penkoppe eBay -voorbeeld

1x 5 -pins vroulike aansluiting (opsioneel) - Dupont -aansluiting stel 'n eBay -voorbeeld of 2,54 5 -pins enkele ry -connector eBay -voorbeeld

Krimpbuis (opsioneel)

Gereedskap:

Soldeerbout

3D -drukker (as u die 3D -gedrukte boks wil hê)

Gom geweer

Stap 1: Skema's

Ek het twee weergawes van die skemas gemaak. 'N Tradisionele en 'n prentgebaseerde een. Die verbindings is identies, sodat u kan gebruik wat u wil.

Beskrywing

Die OLED -skerm en INA219 -sensor gebruik albei I2C, sodat SDA en SCL nodig is vir A4 en A5.

Die uitset van die kapasitiewe aanraaksensor verbind ons met D2 vir invoer.

Die skuifskakelaar het 6 penne - twee rye van 3 penne. Een ry sal gebruik word om die kraginvoer aan Vin op die Arduino te koppel. Die ander ry verbind D6 met die grond. Deur die interne pull-up op D6 te gebruik, sal die Arduino kan sien of dit aan Vin is gekoppel of nie.

Laastens lei ons die positiewe aansluiting van die ingang (vroulike aansluiting) deur die INA219 na die positiewe uitset (manlike aansluiting). Dit is hoe die sensor die stroom wat daardeur vloei, kan meet.

Stap 2: Druk die kas af

Die omhulsel bestaan uit 'n boks en 'n deksel. Beide moet maklik gedruk word en die meeste drukkers kan dit sonder ondersteuning druk. Maar u kan ondersteuning byvoeg as u wil.

As dit klaar is, breek die twee dele aanmekaar. As u baie versigtig is, kan u dit weer oopmaak. Maar die twee veerslotte is effens broos en kan breek as u nie versigtig is nie.

Geen 3D -drukker nie?

As u nie toegang tot 'n 3D -drukker het nie, is ek seker dat u 'n ander saak kan maak. U kan 'n projekhouer/boks van plastiek of aluminium koop. Of jy kan self iets van hout of karton maak. Wees kreatief!

Stap 3: Monteer die deksel

Die deksel bevat die OLED -skerm en die kapasitiewe aanraakknoppie. Soldeer drade op die komponente voordat dit met 'n gomgeweer vasgeplak word. Pasop vir die OLED -skerm - soms word die glas skeef op die printplaat gemonteer. Pas dit toe voordat u dit vasplak. As u 'n 5 -pins -aansluiting het, voeg dit dan by die drade. As u dit nie doen nie, is dit steeds moontlik om die skerm en knoppie direk na die Arduino te dra, maar dit is 'n bietjie moeiliker om mee te werk.

Stap 4: Monteer die hoofkas

Monteer die vroulike kragaansluiting en die skuifskakelaar en skroef dit vas. As u geen klein skroewe kan vind wat by die skakelaar pas nie, kan u dit net plak. Ek dink ek het myne gekry van 'n ou DVD -skyf wat ek uitmekaar gehaal het:)

Verwyder penne en verbindings van die INA219 (indien gemonteer) daar is nie genoeg ruimte daarvoor in die boks nie. Draai dan die Arduino en INA219 volledig vas voordat u dit in die boks plak. Voeg weer die 5 -pen -aansluiting by as u dit het - of draai dit direk op die deksel.

Voltooi dan die bedrading vir die skakelaar en die kragte. Op die skuifskakelaar soldeer drade na die twee penne naaste aan die vroulike kragaansluiting op beide rye. Op hierdie manier kan u die skakelaar na die USB skuif om USB -krag te kies. En skuif die skakelaar na inset vir insetkrag. Maklik om te onthou!

Moet nog nie die saak sluit nie! Dit is die beste om te toets dat alles eers werk.

Stap 5: Programmering van die Arduino

As u nog nie die Arduino IDE geïnstalleer het nie, kry dit dan by arduino.cc

U moet ook die twee biblioteke U8g2 en Adafruit INA219 installeer. Beide is beskikbaar by die biblioteekbestuurder. Maak seker dat u weergawe 1.0.5 vir Adafruit INA219 kry - die nuwer weergawes benodig ekstra biblioteke en flitsgeheue, maar bied tans geen ekstra funksies nie.

Kry vervolgens die bronkode wat in hierdie Instructable (Tiny-VA-Meter.ino en FlashMem.h) aangeheg is, of kry die nuutste weergawe van my GitHub Tiny-VA-Meter Git. Maak nou Tiny-VA-Meter.ino oop met die Arduino IDE.

Koppel die Tiny V/A -meter aan u rekenaar met 'n USB -kabel.

Kies uit die gereedskap die bord: "Arduino Nano", verwerker: "ATmega328P" en die korrekte poort. Miskien moet u die verwerker verander na "ATmega328P (Ou selflaaiprogram)", afhangende van u arduino. Probeer dit as u kommunikasie foute ondervind.

Druk die oplaai -knoppie en wag totdat dit klaar is.

Stap 6: Toets of alles werk

Voordat u die saak toemaak, is dit 'n goeie idee om te kyk of alles korrek gekoppel is. U kan hierdie stappe volg om alle komponente te verifieer:

1. Vanaf USB -krag moet die skerm brand en die lesings vertoon (ongeag die posisie van die skuifskakelaar).

2. Kyk of u van menu kan verander deur op die knoppie te tik.

3. Gee die ingang krag en kyk of die meter die korrekte spanning toon.

4. Probeer om die skuifskakelaar te skuif en verifieer dat die meter die afstandsboodskappe vertoon.

5. Nou kan u die skuifskakelaar op ingangskrag probeer stel en die USB ontkoppel. Die meter behoort nog te werk.

6. Uiteindelik moet u 'n las of toestel aan die uitgang kan koppel en kan seker maak dat die sensor die huidige trekking lees.

As al hierdie stappe suksesvol was, behoort u meter perfek te werk! U kan die deksel nou vasmaak!

Stap 7: Leer om deur die spyskaart te navigeer

By die opstart begin die meter deur die beskikbare invoerbereik aan te toon, afhangende van die posisie van die skuifskakelaar: "Invoerbereik: 0-26V 3.2A" of "Invoerbereik: 4-15V 3.2A". Die boodskap sal slegs 'n paar sekondes vertoon word, maar u kan met 'n kort druk oorgaan. As die skuifskakelaar verander word na die opstart, verskyn 'n nuwe boodskap vir 'n paar sekondes.

Kortliks navigeer u met 'n kort druk en kies u met lang druk (1 sek.).

Die meter het drie hoofbladsye: V/A -skerm, V/A/W/Ah -skerm en instellings. 'N Kort druk op die knoppie sal tussen hierdie bladsye spring.

Op die V/A/W/Ah -bladsy kan u mAh met 'n lang druk terugstel.

Op die instellingsbladsy kan u instellings met lang druk ingaan. Nou kan u weer met 'n kort druk tussen verskillende instellings navigeer. Die beskikbare instellings is "Sensorreeks", "Herlaai koers" en "Sensorslaap". U skakel elke instelling deur lank te druk. As u verby die laaste instelling navigeer, keer die meter terug na die V/A -skermkieslys.

Stap 8: Gebruik die seriële koppelvlak

As u aan 'n rekenaar met USB gekoppel is, kan u die Arduino Serial Monitor (of 'n ander terminale) gebruik om met die Tiny V/A meter te kommunikeer. Dit gebruik baudrate 115200.

Met die geselekteerde bemonsteringstempo sal die meter alle metings oor die reeks stuur, en u kan dit maklik in die terminaal lees.

Maar u kan ook instellings op die Tiny V/A Meter verander met seriële opdragte. Maak seker dat u "Newline" as reël eindig.

Enige ongeldige opdrag sal die hulpkieslys vertoon:

Opdragte:- herstel (herstel mAh)

- lees (antwoord met die nuutste resultate)

- log x (Auto tx van monsters - x kan aan of af wees)

- slaap x (INA219 slaap tussen monsters - x kan aan of uit wees)

- verfris x (stel skerm en seriële verversingsnelheid in. x kan 100, 200, 500 of 1000 wees)

- reeks x (Stel INA219 -reeks. x kan 0 wees vir 3.2A, 1 vir 1A of 2 vir 0.4A)

Tik byvoorbeeld "verfris 1000" om die monstertempo na 1 sekonde te verander. Of tik 'afmeld' om outomatiese uitsendings van resultate uit te skakel. Die meter sal met "OK" antwoord as dit suksesvol is.

Stap 9: Klaar

Gebruik dit nou om iets lekker te meet:)

Ek het probeer om al die funksies by te voeg wat ek nuttig vind. Maar voel vry om u eie wysigings aan te bring. En deel dit asseblief as u wonderlike verbeterings aan die Tiny V/A Meter kan aanbring!

Opgedateer 14/06-2020: bestuurder verander en meer funksies bygevoeg! Word nog nie deur hierdie gids gedek nie - maar u kan dit besoek op my GitHub.