Малък V/A метър с INA219: 9 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Уморени ли сте от повторното включване на вашия мултицет, когато искате да измервате както напрежението, така и тока на малък проект? Малкият V/A метър е устройството, от което се нуждаете!

Няма нищо ново за сензора за висок ток на INA219. Има много добри проекти, които използват способността си да измерват както тока, така и напрежението върху товар. Първоначално се вдъхнових от youtuber Julian Ilett и неговия видеоклип "10 Minute Arduino Project - INA219 Current Sensor". Но аз исках компактен измервателен уред с опростен интерфейс и 3D печатна кутия - затова реших да го направя сам.

За сензора INA219:

INA219 може да измерва ± 3.2A с разделителна способност 0.1mA. Това става чрез измерване на спада на напрежението върху резистора от 0,1 ома на печатната платка. Така че сензорът ще въведе много малък спад на напрежението, но само 320 mV в най -лошия случай (3.2A). Като пример при 100 mA спадът е само 10 mV. Ако искате, е възможно да промените резистора, за да получите по -висок обхват или разделителна способност. В същото време сензорът също измерва напрежението на шината с разделителна способност 4 mV. От моя опит показанията на напрежението са много точни. Точността на текущите показания зависи от действителното съпротивление на вашия резистор. Обикновено те са с 1% толеранс (но не съм сигурен, че трябва да се доверите на евтините дъски на eBay). Вярвам, че трябва да е възможно да се калибрират резултатите, ако знаете точната стойност на резистора. Но не се задълбочих в това, тъй като прецизността беше достатъчно добра за моите нужди. Сензорът има различни настройки за усилване - това няма да повлияе на разделителната способност, но спомага за намаляване на шума в ниските диапазони.

Характеристики на малкия V/A метър:

• Може да се захранва от USB или от захранването.

  • Когато се захранва от USB, входното захранване може да варира от 0 - 26V. Само изтичащият ток на сензора влияе върху входящата мощност. Приятно, ако искате да проверите капацитета на батерията.
  • Когато се захранва от входящо захранване, това може да варира от 4 - 15V. (Ограничения на регулатора на напрежението arduino).
  • Избраният вход е открит при зареждане или промяна и ще покаже съобщение за обхват на потребителя.
• Може да показва едновременно напрежение, ток, мощност и mAh.
• mAh може да се нулира.
• Интерфейс с един бутон с кратко / дълго натискане.
• Изберете диапазони INA219: 26V / 3.2A, 26V / 1A или 16V / 0.4A.
• Изберете честота на дискретизация 100, 200, 500 или 1000 ms.
• Активирайте/деактивирайте режима на заспиване на сензора, за да намалите тока на утечка в сензора.
• Настройките се съхраняват в EEPROM и се зареждат отново при зареждане

• Сериен интерфейс

  • Отпечатва резултати на сериен. Може да се използва за регистриране.
  • Променете настройките със серийни команди

Консумативи

1x Arduino Nano - пример за eBay на Arduino Nano

1x сензорна платка INA219 - пример за лилава сензорна платка INA219 от eBay

1x OLED 0.96 "I2C 128X64 4 -пинов - OLED 0.96" Blue I2C eBay пример

1x TTP223 капацитивен сензорен превключвател - TTP223 Капацитивен сензорен бутон PCB eBay пример

1x гнездо за гнездо за гнездо за захранване - пример за eBay за монтиране на отвор за захранване

1x мъжки захранващ жак - мъжки захранващ жак с винтови клеми пример за eBay или мъжки захранващ жак с натискащи клеми пример за eBay

1x Плъзгащ превключвател 2 позиция 6 щифт - Пример за плъзгащ се 6 пинов eBay

Проводници

1x 5 -пинов мъжки конектор (по избор) - 2,54 мъжки щифта за заглавия пример на eBay

1x 5 -пинов женски конектор (по избор) - Комплект конектори Dupont пример за eBay или 2,54 5 -пинов едноредов конектор eBay пример

Термосвиваема тръба (по избор)

Инструменти:

Поялник

3D принтер (ако искате 3D отпечатан калъф)

Пистолет за лепило

Стъпка 1: Схеми

Направих две версии на схемите. Традиционен и базиран на картини. Връзките са идентични, така че можете да използвате каквото предпочитате.

Описание

OLED дисплеят и сензорът INA219 използват I2C, така че се нуждаят от SDA и SCL, свързани към A4 и A5.

Изходът на капацитивния сензор за докосване ще свържем към D2 за вход.

Плъзгащият превключвател има 6 пина - два реда по 3 щифта. Един ред ще се използва за свързване на захранването към Vin на Arduino. Другият ред ще свърже D6 към земята. Използвайки вътрешно издърпване на D6, Arduino ще може да види дали е свързан към захранването на Vin или не.

Последно насочваме положителния конектор на входа на захранването (женски захранващ жак) през INA219 към положителния изход (мъжки жак за захранване). По този начин сензорът е в състояние да измери тока, протичащ през него.

Стъпка 2: Отпечатване на калъфа

Калъфът се състои от кутия и капак. И двата трябва да бъдат лесни за печат и повечето принтери могат да ги отпечатат без поддръжка. Но можете да добавите поддръжка, ако искате.

Когато приключите, двете части се сцепват заедно. Ако сте много внимателни, ще можете да го отворите отново. Но двете пружинни ключалки са малко крехки и могат да се счупят, ако не внимавате.

Нямате 3D принтер?

Ако нямате достъп до 3D принтер, сигурен съм, че е възможно да направите друг случай. Можете да закупите кутия за проект/кутия от пластмаса или алуминий. Или можете сами да направите нещо от дърво или картон. Бъди креативен!

Стъпка 3: Сглобяване на капака

Капакът съдържа OLED екрана и капацитивния сензорен бутон. Запоявайте проводници върху компонентите, преди да ги залепите на място с пистолет за лепило. Пазете се от OLED екрана - понякога стъклото е монтирано наклонено върху печатната платка. Така че подравнете това, преди да го залепите на място. Ако имате 5 -пинов конектор, добавете го към проводниците. Ако не го направите, все още е възможно да свържете екрана и бутона директно към Arduino - но е малко по -трудно да работите.

Стъпка 4: Сглобяване на основната кутия

Монтирайте женския жак за захранване и плъзгащия превключвател и ги завийте на място. Ако не можете да намерите малки винтове, които да пасват на превключвателя, можете просто да го залепите на място. Мисля, че взех моето от старо DVD устройство, което разглобих:)

Премахнете щифтовете и съединителите от INA219 (ако е монтиран), няма достатъчно място за това в кутията. След това свържете напълно Arduino и INA219, преди да ги залепите на място в кутията. Отново добавете 5 -пинов конектор, ако го имате - или просто го свържете директно към капака.

След това завършете окабеляването за превключване и жакове за захранване. На плъзгащия превключвател запоявайте проводниците към двата щифта, най -близо до гнездото за захранване на двата реда. По този начин можете да плъзнете превключвателя към USB, за да изберете USB захранване. И плъзнете превключвателя към входа за входна мощност. Лесно за запомняне!

Все още не затваряйте делото! Най -добре е първо да проверите дали всичко работи.

Стъпка 5: Програмиране на Arduino

Ако все още не сте инсталирали Arduino IDE, вземете го от arduino.cc

Също така трябва да инсталирате двете библиотеки U8g2 и Adafruit INA219. И двете са достъпни в мениджъра на библиотеката. За Adafruit INA219 се уверете, че получавате версия 1.0.5 - по -новите версии изискват допълнителни библиотеки и флаш памет, но понастоящем не предоставят никаква допълнителна функционалност.

След това вземете изходния код, прикачен в тази инструкция (Tiny-VA-Meter.ino и FlashMem.h) или вземете най-новата версия от моя GitHub Tiny-VA-Meter Git. Сега отворете Tiny-VA-Meter.ino с Arduino IDE.

Свържете малкия V/A метър към вашия компютър с USB кабел.

От инструментите изберете Board: "Arduino Nano", Процесор: "ATmega328P" и правилния порт. Може да се наложи да промените процесора на „ATmega328P (Стар буутлоудър)“в зависимост от вашето arduino. Ако имате комуникационни грешки, опитайте.

Натиснете бутона за качване и изчакайте, докато приключи.

Стъпка 6: Тествайте дали всичко работи

Преди да затворите кутията е добра идея да проверите дали всичко е свързано правилно. Можете да изпълните тези стъпки, за да проверите всички компоненти:

1. От USB захранване дисплеят трябва да светне и да показва показанията (независимо от позицията на плъзгащия превключвател).

2. Проверете дали можете да превключите менюто, като докоснете бутона.

3. Приложете захранване към входа и проверете дали глюкомерът показва правилното напрежение.

4. Опитайте да преместите плъзгащия превключвател и се уверете, че глюкомерът показва съобщенията за обхвата.

5. Сега можете да опитате да настроите плъзгащия превключвател на входно захранване и да изключите USB. Броячът все още трябва да работи.

6. Накрая трябва да можете да свържете товар или устройство към изхода и да проверите дали сензорът чете текущото теглене.

Ако всички тези стъпки бяха успешни, вашият глюкомер трябва да работи перфектно! Вече можете да поставите капака на място!

Стъпка 7: Научете се да навигирате в менюто

При зареждане измервателният уред ще започне с показване на наличния входен обхват в зависимост от положението на плъзгащия се превключвател: "Обхват на входа: 0-26V 3.2A" или "Обхват на входа: 4-15V 3.2A". Съобщението ще се покаже само за няколко секунди, но можете да пропуснете с кратко натискане. Ако плъзгачът се смени след зареждане, ново съобщение ще се появи отново за няколко секунди.

Накратко се придвижвате с кратко натискане и избирате с продължително натискане (1 сек).

Уредът има 3 основни страници: V/A дисплей, V/A/W/Ah дисплей и настройки. Кратко натискане на бутона ще прескача между тези страници.

На страницата V/A/W/Ah можете да нулирате mAh с продължително натискане.

На страницата с настройки можете да въведете настройки с продължително натискане. Сега можете отново да се придвижвате между различни настройки с кратко натискане. Наличните настройки са „Обхват на сензора“, „Скорост на опресняване“и „Сън на сензора“. Превключвате всяка настройка с продължително натискане. Когато преминете през последната настройка, измервателният уред ще се върне в менюто на V/A.

Стъпка 8: Използване на серийния интерфейс

Когато сте свързани към компютър с USB, можете да използвате Arduino Serial Monitor (или друг терминал), за да комуникирате с Tiny V/A Meter. Използва скорост на предаване 115200.

С избраната честота на вземане на проби измервателният уред ще предава всички показания по последователно и можете лесно да прочетете това в терминала.

Но можете също да промените настройките на Tiny V/A Meter със серийни команди. Уверете се, че сте избрали „Нова линия“като край на реда.

Всяка невалидна команда ще покаже помощното меню:

Команди:- нулиране (нулиране на mAh)

- прочетете (Отговорете с най -новите резултати)

- log x (Автоматично tx на sampels - x може да бъде включено или изключено)

- спящ x (INA219 сън между пробите - x може да бъде включен или изключен)

- опресняване x (Задаване на екран и серийна честота на опресняване. x може да бъде 100, 200, 500 или 1000)

- обхват x (Задайте обхват INA219. x може да бъде 0 за 3.2A, 1 за 1A или 2 за 0.4A)

Например въведете „refresh 1000“, за да промените честотата на дискретизация на 1 сек. Или въведете „log off“, за да деактивирате автоматичното предаване на резултатите. Измервателят ще отговори с "OK", ако успее.

Стъпка 9: Готово

Сега го използвайте, за да измерите нещо забавно:)

Опитах се да добавя всички функции, които намирам за полезни. Но не се колебайте да направите свои собствени модификации. Моля, споделете, ако можете да направите някои страхотни подобрения на малкия V/A метър!

Актуализирано 14/06-2020: Променен драйвер и добавени още функции! Все още не е обхванато от това ръководство - но можете да го проверите на моя GitHub.