Pieni V/A -mittari INA219: 9 askelta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Oletko kyllästynyt kytkemään yleismittarisi uudelleen, kun haluat mitata sekä jännitettä että virtaa pienessä projektissa? Pieni V/A -mittari on laite, jota tarvitset!

INA219 -korkean sivun virta -anturissa ei ole mitään uutta. Siellä on paljon hyviä projekteja, jotka hyödyntävät sen kykyä mitata sekä virtaa että jännitettä kuormalla. Inspiroin alunperin youtuber Julian Ilettistä ja hänen "10 Minute Arduino Project - INA219 Current Sensor" -videosta. Halusin kuitenkin kompaktin mittarin, jossa on yksinkertainen käyttöliittymä ja 3D -painettu kotelo - joten päätin tehdä sen itse.

Tietoja INA219 -anturista:

INA219 pystyy mittaamaan ± 3,2 A resoluutiolla 0,1 mA. Se tekee tämän mittaamalla jännitehäviön piirilevyn 0,1 ohmin vastuksen yli. Joten anturi aiheuttaa hyvin pienen jännitehäviön, mutta pahimmassa tapauksessa vain 320 mV (3,2 A). Esimerkiksi 100 mA: n pudotus on vain 10 mV. Halutessasi voit vaihtaa vastuksen saadaksesi korkeamman alueen tai resoluution. Samaan aikaan anturi mittaa myös väyläjännitettä 4 mV: n resoluutiolla. Kokemukseni mukaan jännitteen lukemat ovat erittäin tarkkoja. Virran lukemien tarkkuus riippuu vastuksen todellisesta vastuksesta. Niiden toleranssi on tyypillisesti 1% (mutta et ole varma, että sinun pitäisi luottaa halpoihin eBay -levyihin). Uskon, että tulosten pitäisi olla mahdollista kalibroida, jos tiedät vastuksen tarkan arvon. Mutta en kaivannut asiaa pidemmälle, koska tarkkuus on riittänyt tarpeisiini. Anturilla on erilaiset vahvistusasetukset - ne eivät vaikuta tarkkuuteen, mutta auttavat vähentämään kohinaa matalilla alueilla.

Pienen V/A -mittarin ominaisuudet:

• Voidaan syöttää USB: stä tai virtalähteestä.

  • Kun se syötetään USB: ltä, tulolähde voi vaihdella välillä 0 - 26 V. Vain anturin vuotovirta vaikuttaa tehonsyöttöön. Hyvä, jos haluat tarkistaa akun kapasiteetin.
  • Kun se syötetään virtalähteestä, se voi vaihdella välillä 4 - 15 V. (Arduino -jännitesäätimen rajoitukset).
  • Valittu tulo havaitaan käynnistyksen tai muutoksen yhteydessä ja näyttää alueviestin käyttäjälle.
• Voi näyttää jännitteen, virran, tehon ja mAh: n samanaikaisesti.
• mAh voidaan nollata.
• Yhden painikkeen käyttöliittymä lyhyellä / pitkällä painalluksella.
• Valitse INA219 -alueet: 26V / 3.2A, 26V / 1A tai 16V / 0.4A.
• Valitse näytteenottotaajuus 100, 200, 500 tai 1000 ms.
• Ota anturin lepotila käyttöön/poista se käytöstä vähentääksesi vuotovirtaa anturissa.
• Asetukset tallennetaan EEPROMiin ja ladataan uudelleen käynnistyksen yhteydessä

• Sarjaliitäntä

  • Tulostaa tulokset sarjaan. Voidaan käyttää puunkorjuuseen.
  • Muuta asetuksia sarjakomennoilla

Tarvikkeet

1x Arduino Nano - Arduino Nano eBay esimerkki

1x INA219 -anturikortti - INA219 violetti anturikortti eBay -esimerkki

1x OLED 0,96 "I2C 128X64 4 -nastainen - OLED 0,96" sininen I2C eBay -esimerkki

1x TTP223 kapasitiivinen kosketuskytkin - TTP223 kapasitiivinen kosketuspainike PCB eBay -esimerkki

1x naarasvirtalähteen pistokeliitäntä - naarasvirtaliitäntä reikäkiinnitys eBay -esimerkki

1x urosvirtalähteen liitin - urospuolinen virtaliitin ruuviliittimillä eBay -esimerkki tai urospuolinen virtaliitin, jossa on push -liittimet eBay -esimerkki

1x liukukytkin 2 asento 6 -nastainen - liukukytkin 6 -nastainen eBay -esimerkki

Johdot

1x 5 -nastainen urosliitin (valinnainen) - 2,54 -napainen urosliitin eBay -esimerkki

1x 5 -napainen naarasliitin (valinnainen) - Dupont -liitäntäsarja eBay -esimerkki tai 2,54 5 -nastainen yksirivinen liitin eBay -esimerkki

Kutistemuoviputki (valinnainen)

Työkalut:

Juotosrauta

3D -tulostin (jos haluat 3D -tulostetun kotelon)

Liimapistooli

Vaihe 1: Kaaviot

Tein kaaviosta kaksi versiota. Perinteinen ja kuvaan perustuva. Liitännät ovat identtiset, joten voit käyttää mitä haluat.

Kuvaus

OLED -näyttö ja INA219 -anturi käyttävät kumpikin I2C: tä, joten ne tarvitsevat SDA- ja SCL -liitännät A4- ja A5 -liitäntöihin.

Kapasitiivisen kosketusanturin lähtö liitämme tuloon D2.

Liukukytkimessä on 6 nastaa - kaksi riviä 3 nastaa. Yhdellä rivillä käytetään virtalähteen liittämistä Arduinon Viniin. Toinen rivi yhdistää D6: n maahan. Käyttämällä sisäistä vetoa D6: ssa Arduino voi nähdä, onko se kytketty VIN virtaan vai ei.

Viimeiseksi reititämme virtatulon (naaraspistoke) positiivisen liittimen INA219: n kautta positiiviseen ulostuloon (urospuolinen virtaliitin). Näin anturi pystyy mittaamaan sen läpi kulkevan virran.

Vaihe 2: Kotelon tulostaminen

Kotelo koostuu laatikosta ja kannesta. Molempien pitäisi olla helppoja tulostaa, ja useimmat tulostimet voivat tulostaa ne ilman tukea. Mutta voit lisätä tukea, jos haluat.

Kun olet valmis, kaksi osaa napsahtaa yhteen. Jos olet hyvin varovainen, voit avata sen uudelleen. Mutta kaksi jousilukkoa ovat hieman hauraita ja voivat rikkoutua, jos et ole varovainen.

Ei 3D -tulostinta?

Jos sinulla ei ole pääsyä 3D -tulostimeen, olen varma, että voit tehdä uuden kotelon. Voit ostaa projektikotelon/laatikon muovista tai alumiinista. Tai voit tehdä jotain itse puusta tai pahvista. Ole luova!

Vaihe 3: Kannen kokoaminen

Kannessa on OLED -näyttö ja kapasitiivinen kosketuspainike. Juottaa johdot komponentteihin ennen liimaamista paikoilleen liimapistoolilla. Varo OLED -näyttöä - joskus lasi on asennettu väärin piirilevyyn. Joten kohdista se ennen liimaamista paikalleen. Jos sinulla on 5 -nastainen liitin, lisää se johtoihin. Jos et, on silti mahdollista kytkeä näyttö ja painike suoraan Arduinolle - mutta sen kanssa työskentely on hieman vaikeampaa.

Vaihe 4: Päälaatikon kokoaminen

Asenna naaraspistoke ja liukukytkin ja ruuvaa ne paikalleen. Jos et löydä pieniä ruuveja, jotka sopivat kytkimeen, voit liimata sen paikalleen. Luulen, että sain omani vanhasta DVD -asemasta, jonka purin:)

Irrota nastat ja liittimet INA219 -laitteesta (jos asennettu), siinä ei ole tarpeeksi tilaa. Johda sitten Arduino ja INA219 kokonaan ennen liimaamista paikoilleen laatikossa. Lisää jälleen 5 -napainen liitin, jos sinulla on se - tai vain johto suoraan kanteen.

Viimeistele sitten kytkentä- ja virtaliittimien johdotus. Liukukytkimessä juotosjohdot kahteen riviin, jotka ovat lähimpänä naaraspistoketta molemmilla riveillä. Tällä tavalla voit valita USB -virran liu'uttamalla kytkintä USB: tä kohti. Liu'uta kytkintä tulovirtaan. Helppo muistaa!

Älä sulje tapausta vielä! On parasta testata, että kaikki toimii ensin.

Vaihe 5: Arduinon ohjelmointi

Jos sinulla ei vielä ole Arduino IDE: tä, hanki se osoitteesta arduino.cc

Sinun on myös asennettava kaksi kirjastoa U8g2 ja Adafruit INA219. Molemmat löytyvät kirjastonhoitajasta. Varmista, että saat Adafruit INA219 -version 1.0.5 - uudemmat versiot vaativat lisäkirjastoja ja flash -muistia, mutta eivät tarjoa lisätoimintoja tällä hetkellä.

Seuraavaksi liitä lähdekoodi tähän oppaaseen (Tiny-VA-Meter.ino ja FlashMem.h) tai hanki uusin versio GitHub Tiny-VA-Meter Git -sovelluksestani. Avaa nyt Tiny-VA-Meter.ino Arduino IDE: llä.

Liitä Tiny V/A -mittari tietokoneeseen USB -kaapelilla.

Valitse työkaluista Board: "Arduino Nano", suoritin: "ATmega328P" ja oikea portti. Saatat joutua vaihtamaan suorittimen asetukseksi "ATmega328P (vanha käynnistyslatain)" riippuen arduino -laitteestasi. Jos sinulla on viestintävirheitä, kokeile sitä.

Paina latauspainiketta ja odota, kunnes se on valmis.

Vaihe 6: Testaa, että kaikki toimii

Ennen kotelon sulkemista on hyvä tarkistaa, että kaikki on kytketty oikein. Voit tarkistaa kaikki komponentit seuraavasti:

1. USB -virtalähteestä Näytön pitäisi syttyä ja näyttää lukemat (liukusäätimen asennosta riippumatta).

2. Tarkista, että voit vaihtaa valikkoa napauttamalla painiketta.

3. Kytke syöttöjännite ja tarkista, että mittari näyttää oikean jännitteen.

4. Kokeile liukukytkimen siirtämistä ja varmista, että mittari näyttää etäisyysviestit.

5. Nyt voit yrittää asettaa liukukytkimen virransyöttöön ja irrottaa USB -liitännän. Mittarin pitäisi silti toimia.

6. Lopuksi sinun pitäisi pystyä liittämään kuorma tai laite ulostuloon ja tarkistamaan, että anturi lukee nykyistä piirtoa.

Jos kaikki nämä vaiheet onnistuivat, mittarin pitäisi toimia täydellisesti! Voit nyt napsauttaa kannen paikalleen!

Vaihe 7: Opi navigoimaan valikossa

Käynnistyksen yhteydessä mittari alkaa näyttämällä käytettävissä olevaa syöttöaluetta liukukytkimen asennosta riippuen: "Tuloalue: 0-26V 3.2A" tai "Tuloalue: 4-15V 3.2A". Viesti näkyy vain muutaman sekunnin, mutta voit ohittaa sen lyhyellä painalluksella. Jos liukukytkin vaihdetaan käynnistyksen jälkeen, uusi viesti ilmestyy uudelleen muutaman sekunnin ajan.

Lyhyesti sanottuna voit navigoida lyhyellä painalluksella ja valita pitkällä painalluksella (1 sekunti).

Mittarissa on 3 pääsivua: V/A -näyttö, V/A/W/Ah -näyttö ja asetukset. Lyhyt painikkeen painallus siirtyy näiden sivujen välillä.

V/A/W/Ah -sivulla voit nollata mAh: n painamalla pitkään.

Asetussivulla voit syöttää asetukset painamalla pitkään. Nyt voit siirtyä uudelleen eri asetusten välillä lyhyellä painalluksella. Käytettävissä olevat asetukset ovat "Sensor range", "Refresh rate" ja "Sensor sleep". Voit vaihtaa jokaista asetusta pitkään. Kun navigoit edellisen asetuksen ohi, mittari palaa V/A -näyttövalikkoon.

Vaihe 8: Sarjaliitännän käyttö

Kun tietokone on kytketty USB: llä, voit käyttää Arduino -sarjamonitoria (tai muuta päätelaitetta) kommunikoidaksesi Tiny V/A -mittarin kanssa. Se käyttää baudrate 115200.

Valitulla näytteenottotaajuudella mittari lähettää kaikki lukemat sarjaliikenteen kautta, ja voit lukea sen helposti päätteestä.

Voit kuitenkin muuttaa Tiny V/A -mittarin asetuksia myös sarjakomennoilla. Muista valita rivin pääte "Uusi rivi".

Mikä tahansa virheellinen komento näyttää ohjevalikon:

Komennot:- nollaus (nollaa mAh)

- lue (Vastaa uusimmilla tuloksilla)

- loki x (näytteiden automaattinen tx - x voi olla päällä tai pois päältä)

- lepotila x (INA219 -uni näytteiden välillä - x voi olla päällä tai pois päältä)

- virkistys x (Aseta näytön ja sarjaväri virkistystaajuus. x voi olla 100, 200, 500 tai 1000)

- alue x (Aseta INA219 -alue. x voi olla 0 3.2A: lle, 1 1A: lle tai 2 0.4A: lle)

Kirjoita esimerkiksi "refresh 1000" muuttaaksesi näytteenottotaajuuden 1 sek. Tai kirjoita "log off", jos haluat poistaa tulosten automaattisen lähetyksen käytöstä. Mittari vastaa "OK", jos se onnistuu.

Vaihe 9: Valmis

Käytä sitä nyt mittaamaan jotain hauskaa:)

Olen yrittänyt lisätä kaikki hyödylliset ominaisuudet. Mutta voit vapaasti tehdä omia muutoksia. Ja jaa, jos pystyt tekemään mahtavia parannuksia Tiny V/A -mittariin!

Päivitetty 14.6.2020: Ohjain vaihdettu ja lisäominaisuuksia lisätty! Tämä opas ei vielä kata - mutta voit tarkistaa sen GitHub -sivustoltani.