Tiny V / A Meter With INA219: 9 Steps (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Pagod na ba sa muling pag-replay ng iyong multimeter kung nais mong masukat ang parehong boltahe at kasalukuyang sa isang maliit na proyekto? Maliit na V / Isang metro ang aparato na kailangan mo!

Walang bago tungkol sa kasalukuyang mataas na panig ng INA219 na kasalukuyang sensor. Maraming mga magagandang proyekto doon na gumagamit ng kakayahang sukatin ang parehong kasalukuyan at boltahe sa isang karga. Orihinal na napasigla ako ng youtuber na si Julian Ilett at ng kanyang "10 Minute Arduino Project - INA219 Kasalukuyang Sensor" na video. Ngunit nais ko ang isang compact meter na may isang interface ng simpel at isang naka-print na kaso ng 3D - kaya't napagpasyahan kong gawin iyon sa aking sarili.

Tungkol sa sensor ng INA219:

Nasusukat ng INA219 ang ± 3.2A na may resolusyon na 0.1mA. Ginagawa ito sa pamamagitan ng pagsukat ng boltahe na patak sa 0.1 ohm risistor sa PCB. Kaya't ipakikilala ng sensor ang isang napakaliit na pagbagsak ng boltahe ngunit 320 mV lamang ang pinakamasamang kaso (3.2A). Bilang isang halimbawa sa 100 mA ang drop ay 10 mV lamang. Kung nais mo, posible na baguhin ang risistor upang makakuha ng mas mataas na saklaw o resolusyon. Sa parehong oras sinusukat din ng sensor ang boltahe ng bus na may resolusyon na 4 mV. Sa aking karanasan ang mga pagbabasa ng boltahe ay napaka-tumpak. Ang katumpakan ng kasalukuyang mga pagbasa ay nakasalalay sa aktwal na paglaban ng iyong risistor. Karaniwan silang may 1% pagpapaubaya (ngunit hindi sigurado na dapat mong pagkatiwalaan ang murang mga board sa eBay). Naniniwala akong dapat posible na i-calibrate ang mga resulta kung alam mo ang tumpak na halaga ng risistor. Ngunit hindi ko pa nahukay iyon dahil ang katumpakan ay sapat na mabuti para sa aking mga pangangailangan. Ang sensor ay may iba't ibang mga setting ng pakinabang - hindi ito makakaapekto sa resolusyon ngunit makakatulong na bawasan ang ingay sa mababang mga saklaw.

Mga tampok ng Tiny V / A Meter:

• Maaaring mapagana mula sa USB o mula sa pag-input ng kuryente.

  • Kapag naibigay mula sa USB ang input ng supply ay maaaring saklaw mula 0 - 26V. Ang kasalukuyang tagas lamang ng sensor ang nakakaapekto sa pag-input ng kuryente. Maganda kung nais mong i-verify ang kapasidad ng isang baterya.
  • Kapag naibigay mula sa pag-input ng kuryente maaari itong saklaw mula 4 - 15V. (Mga limitasyon ng regulator ng boltahe ng arduino).
  • Ang napiling input ay napansin sa boot o pagbabago at magpapakita ng isang saklaw na mensahe sa gumagamit.
• Maaaring magpakita ng boltahe, kasalukuyang, lakas at mAh nang sabay-sabay.
• mAh maaaring i-reset.
• Isang interface ng pindutan na may maikling / mahabang pindutin.
• Piliin ang mga saklaw ng INA219: 26V / 3.2A, 26V / 1A o 16V / 0.4A.
• Piliin ang rate ng sampling na 100, 200, 500 o 1000 ms.
• Paganahin / huwag paganahin ang pagtulog ng sensor upang babaan ang kasalukuyang pagtagas sa sensor.
• Ang mga setting ay nakaimbak sa EEPROM at na-reload sa boot

• Serial interface

  • Nagpi-print ang mga resulta sa serial. Maaaring magamit para sa pag-log.
  • Baguhin ang mga setting gamit ang mga serial command

Mga gamit

1x Arduino Nano - halimbawa ng Arduino Nano eBay

1x INA219 sensor board - halimbawa ng INA219 purple board board na eBay

1x OLED 0.96 "I2C 128X64 4-pin - OLED 0.96" Blue I2C eBay halimbawa

1x TTP223 Capacitive Touch Switch - TTP223 Capacative touch button PCB eBay halimbawa

1x Babae Power Supply Jack Socket Mount - Babae Power Jack hole butigin ang halimbawa ng eBay

1x male Power Supply Jack - male Power Jack na may mga terminal ng tornilyo eBay halimbawa o Male Power Jack na may halimbawa ng Push terminal eBay

1x Slide Switch 2 Posisyon 6 Pin - Slide switch 6 na halimbawa ng eBay

Mga wire

1x 5 pin male konektor (opsyonal) - 2.54 male pin header halimbawa ng eBay

1x 5 pin na babaeng konektor (opsyonal) - Ang halimbawa ng Dupont ay nagtakda ng halimbawa sa eBay o 2.54 5 pin na solong row na konektor sa eBay na halimbawa

Heat shrink tube (opsyonal)

Mga tool:

Bakal na bakal

3D printer (kung nais mo ang naka-print na kaso ng 3D)

Pandikit baril

Hakbang 1: Mga Skematika

Gumawa ako ng dalawang bersyon ng mga iskema. Isang tradisyonal at batay sa larawan. Ang mga koneksyon ay magkapareho upang maaari mong gamitin ang anumang gusto mo.

Paglalarawan

Ang OLED display at INA219 sensor ay parehong gumagamit ng I2C kaya kailangan nila ng SDA at SCL na konektado sa A4 at A5.

Ang output ng Capacitive touch sensor ay kumokonekta kami sa D2 para sa pag-input.

Ang slide switch ay may 6 na mga pin - dalawang hanay ng 3 mga pin. Gagamitin ang isang hilera upang ikonekta ang input ng kuryente sa Vin sa Arduino. Ang iba pang mga hilera ay ikonekta ang D6 sa lupa. Sa pamamagitan ng paggamit ng panloob na pull-up sa D6 makikita ng Arduino kung o hindi ito konektado sa kapangyarihan sa Vin.

Huling inilalagay namin ang positibong konektor ng input ng kuryente (babaeng power jack) sa pamamagitan ng INA219 sa positibong output (male power jack). Ito ay kung paano masusukat ng sensor ang kasalukuyang dumadaloy dito.

Hakbang 2: Pagpi-print ng Kaso

Ang kaso ay binubuo ng isang kahon at isang takip. Parehong dapat na madaling mai-print ang pareho at karamihan sa mga printer ay mai-print ang mga ito nang walang suporta. Ngunit maaari kang magdagdag ng suporta kung nais mo.

Nang natapos ang dalawang bahagi ay nag-snap nang magkasama. Kung maingat ka maibabalik mo ulit ito. Ngunit ang dalawang spring lock ay medyo marupok at maaaring masira kung hindi ka maingat.

Walang 3D printer?

Kung wala kang access sa isang 3D printer sigurado akong posible na gumawa ng ibang kaso. Maaari kang bumili ng isang proyekto kaso / kahon ng plastik o aluminyo. O maaari kang gumawa ng isang bagay mula sa kahoy o karton. Maging malikhain!

Hakbang 3: Pagtitipon sa Lid

Hawak ng takip ang OLED screen at ang capacitive touch button. Ang mga wire ng panghinang sa mga bahagi bago idikit ang mga ito sa lugar gamit ang isang pandikit. Mag-ingat sa OLED screen - minsan ang baso ay nakakabit sa askew sa PCB. Kaya't ihanay iyon bago idikit ito sa lugar. Kung mayroon kang isang konektor na 5 pin pagkatapos idagdag iyon sa mga wires. Kung hindi mo posible posible pa ring i-wire ang screen at pindutan nang direkta sa Arduino - ngunit medyo mahirap itong magtrabaho.

Hakbang 4: Pag-iipon ng Pangunahing Kahon

I-mount ang babaeng power jack at ang slide switch at i-tornilyo ang mga ito sa lugar. Kung hindi ka makahanap ng anumang maliliit na turnilyo na umaangkop sa switch maaari mo lamang itong idikit sa lugar. Sa palagay ko nakuha ko ang akin mula sa isang lumang DVD drive na pinaghiwalay ko:)

Alisin ang mga pin at konektor mula sa INA219 (kung naka-mount) walang sapat na puwang para sa na sa kahon. Pagkatapos ay ganap na i-wire ang Arduino at INA219 bago idikit ang mga ito sa lugar sa kahon. Muli idagdag ang konektor ng 5 pin kung mayroon ka nito - o idirekta lamang ito nang direkta sa talukap ng mata.

Pagkatapos kumpletuhin ang mga kable upang lumipat at mga power jack. Sa slide switch solder wires sa dalawang pin na pinakamalapit sa babaeng power jack sa magkabilang hilera. Sa ganitong paraan maaari mong i-slide ang switch papunta sa USB upang mapili ang USB power. At i-slide ang switch patungo sa input para sa lakas ng pag-input. Madaling tandaan!

Huwag mo nang isara ang kaso! Mahusay na subukin na ang lahat ay gumagana muna.

Hakbang 5: Programming ang Arduino

Kung wala ka pang naka-install na Arduino IDE makuha ito mula sa arduino.cc

Kailangan mo ring i-install ang dalawang aklatan na U8g2 at Adafruit INA219. Parehong magagamit sa manager ng library. Para sa Adafruit INA219 siguraduhing nakakakuha ka ng bersyon 1.0.5 - ang mga mas bagong bersyon ay nangangailangan ng karagdagang mga library at flash memory, ngunit hindi nagbibigay ng anumang karagdagang pag-andar sa ngayon.

Susunod na makuha ang source code na naka-attach sa Instructable na ito (Tiny-VA-Meter.ino at FlashMem.h) o makuha ang pinakabagong bersyon mula sa aking GitHub Tiny-VA-Meter Git. Ngayon buksan ang Tiny-VA-Meter.ino gamit ang Arduino IDE.

Ikonekta ang Tiny V / A Meter sa iyong computer gamit ang isang USB cable.

Mula sa mga tool piliin ang Lupon: "Arduino Nano", Processor: "ATmega328P" at ang tamang port. Maaaring kailanganin mong baguhin ang processor sa "ATmega328P (Old bootloader)" depende sa iyong arduino. Kung mayroon kang mga error sa komunikasyon subukan ito.

Pindutin ang pindutan ng pag-upload at maghintay hanggang matapos ito.

Hakbang 6: Subukan Na Gumagana ang Lahat

Bago isara ang kaso magandang ideya na suriin na ang lahat ay konektado nang tama. Maaari mong sundin ang mga hakbang na ito upang mapatunayan ang lahat ng mga bahagi:

1. Mula sa lakas ng USB dapat ipakita ng Display ang ilaw at ipakita ang mga pagbasa (hindi alintana ang posisyon ng slide switch).

2. Suriin na maaari mong ilipat ang menu sa pamamagitan ng pag-tap sa pindutan.

3. Mag-apply ng lakas sa input at suriin na ang meter ay nagpapakita ng tamang boltahe.

4. Subukang ilipat ang slide switch at i-verify na ang meter ay nagpapakita ng mga saklaw na mensahe.

5. Ngayon ay maaari mong subukang itakda ang slide switch sa input power at idiskonekta ang USB. Ang metro ay dapat pa ring gumana.

6. Panghuli dapat mong maiugnay ang isang pagkarga o aparato sa output at suriin na binabasa ng sensor ang kasalukuyang gumuhit.

Kung ang lahat ng mga hakbang na ito ay succesfull ang iyong metro ay dapat na gumagana nang perpekto! Maaari mong i-snap ang takip sa lugar ngayon!

Hakbang 7: Alamin upang Mag-navigate sa Menu

Kapag ang pag-boot ng metro ay magsisimula sa pamamagitan ng pagpapakita ng magagamit na saklaw ng pag-input depende sa posisyon ng slide switch: "Saklaw ng input: 0-26V 3.2A" o "Saklaw ng pag-input: 4-15V 3.2A". Ipapakita lamang ang mensahe ng ilang segundo, ngunit maaari kang lumaktaw sa isang maikling pindutin. Kung ang slide switch ay binago pagkatapos ng boot isang bagong mensahe ay lilitaw muli sa loob ng ilang segundo.

Sa madaling sabi, nag-navigate ka sa pamamagitan ng maikling pindutin at piliin ang pamamagitan ng mahabang pindutin (1 sec).

Ang metro ay may 3 pangunahing mga pahina: V / A display, V / A / W / Ah display at mga setting. Ang isang maikling pagpindot sa pindutan ay tatalon sa pagitan ng mga pahinang ito.

Sa pahina ng V / A / W / Ah maaari mong i-reset ang mAh sa isang mahabang pagpindot.

Sa pahina ng mga setting maaari kang magpasok ng mga setting na may mahabang pindutin. Ngayon ay maaari kang muling mag-navigate sa pagitan ng iba't ibang mga setting na may maikling pindutin. Ang mga magagamit na setting ay "Saklaw ng sensor", "Refresh rate" at "Sensor sleep". I-toggle mo ang bawat setting sa pamamagitan ng mahabang pagpindot. Kapag nagna-navigate nakaraang huling setting ang metro ay babalik sa menu ng display ng V / A.

Hakbang 8: Paggamit ng Serial Interface

Kapag nakakonekta sa isang PC na may USB maaari mong gamitin ang Arduino Serial Monitor (o ibang terminal) upang makipag-usap sa Tiny V / A Meter. Gumagamit ito ng baudrate 115200.

Gamit ang napiling rate ng sampling ang metro ay magpapadala ng lahat ng mga pagbasa sa pamamagitan ng serial at madali mong mabasa iyon sa terminal.

Ngunit maaari mo ring baguhin ang mga setting sa Tiny V / A Meter na may mga serial command. Tiyaking piliin ang "Newline" bilang pagtatapos ng linya.

Anumang hindi wastong utos ay ipapakita ang menu ng tulong:

Mga Utos: - I-reset (i-reset ang mAh)

- basahin (Tumugon sa pinakabagong mga resulta)

- mag-log x (Auto tx ng mga sample - x maaaring naka-on o naka-off)

- pagtulog x (INA219 pagtulog sa pagitan ng mga sample - x maaaring on o off)

- i-refresh x (Itakda ang screen at rate ng pag-refresh ng serial. x ay maaaring maging 100, 200, 500 o 1000)

- saklaw x (Itakda ang saklaw na INA219. x ay maaaring 0 para sa 3.2A, 1 para sa 1A o 2 para sa 0.4A)

Halimbawa, i-type ang "refresh 1000" upang baguhin ang rate ng sampling sa 1 sec. O i-type ang "mag-log off" upang hindi paganahin ang mga awtomatikong pagpapadala ng mga resulta. Ang metro ay tutugon ng "OK" kung matagumpay.

Hakbang 9: Tapos Na

Ngayon gamitin ito upang masukat ang isang bagay na nakakatuwa:)

Sinubukan kong idagdag ang lahat ng mga tampok na nakikita kong kapaki-pakinabang. Ngunit huwag mag-atubiling gawin ang iyong sariling mga pagbabago. At mangyaring ibahagi kung nagagawa mong gumawa ng ilang mga kahanga-hangang pagpapabuti sa Tiny V / A Meter!

Nai-update 14 / 06-2020: Pinalitan ang driver at nagdagdag ng higit pang mga tampok! Hindi pa sakop ng gabay na ito - ngunit maaari mo itong suriin sa aking GitHub.