Matës i vogël V/A me INA219: 9 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:13

Jeni të lodhur nga rimarrja e multimetrit tuaj kur doni të matni tensionin dhe rrymën në një projekt të vogël? Tiny V/A meter është pajisja që ju nevojitet!

Nuk ka asgjë të re në lidhje me sensorin e rrymës anësore të lartë INA219. Ka shumë projekte të mira atje që përdorin aftësinë e tij për të matur rrymën dhe tensionin në një ngarkesë. Fillimisht u frymëzova nga youtuber Julian Ilett dhe videoja e tij "10 Minute Arduino Project - INA219 Current Sensor". Por unë doja një njehsor kompakt me një ndërfaqe të thjeshtë dhe një kuti të printuar 3D - kështu që vendosa ta bëj vetë.

Rreth sensorit INA219:

INA219 është në gjendje të masë ± 3.2A me një rezolutë prej 0.1mA. Këtë e bën duke matur rënien e tensionit mbi rezistencën 0.1 ohm në PCB. Pra, sensori do të prezantojë një rënie shumë të vogël të tensionit, por vetëm 320 mV në rastin më të keq (3.2A). Si shembull në 100 mA rënia është vetëm 10 mV. Nëse dëshironi, është e mundur të ndryshoni rezistencën për të marrë rreze ose rezolucion më të lartë. Në të njëjtën kohë, sensori gjithashtu mat tensionin e autobusit me një rezolucion prej 4 mV. Në përvojën time, leximet e tensionit janë shumë të sakta. Saktësia e leximeve aktuale varet nga rezistenca aktuale e rezistencës tuaj. Ato janë zakonisht me tolerancë 1% (por nuk jeni të sigurtë se duhet t'u besoni tabelave të lira të eBay). Unë besoj se duhet të jetë e mundur të kalibroni rezultatet nëse e dini vlerën e saktë të rezistencës. Por unë nuk gërmova më tej në këtë pasi saktësia ka qenë mjaft e mirë për nevojat e mia. Sensori ka cilësime të ndryshme të fitimit - këto nuk do të ndikojnë në rezolucionin, por ndihmojnë në uljen e zhurmës në interval të ulët.

Karakteristikat e njehsorit Tiny V/A:

• Mund të mundësohet nga USB ose nga hyrja e energjisë.

  • Kur furnizohet nga USB, furnizimi me hyrje mund të shkojë nga 0 - 26V. Vetëm rryma e rrjedhjes së sensorit ndikon në hyrjen e energjisë. Mirë nëse doni të verifikoni kapacitetin e një baterie.
  • Kur furnizohet nga hyrja e energjisë kjo mund të shkojë nga 4 - 15V. (Kufizimet e rregullatorit të tensionit arduino).
  • Hyrja e zgjedhur zbulohet gjatë nisjes ose ndryshimit dhe do të shfaqë një mesazh varg për përdoruesin.
• Mund të shfaq tension, rrymë, fuqi dhe mAh njëkohësisht.
• mAh mund të rivendoset.
• Ndërfaqe me një buton me shtypje të shkurtër / të gjatë.
• Zgjidhni intervalin INA219: 26V / 3.2A, 26V / 1A ose 16V / 0.4A.
• Zgjidhni shkallën e marrjes së mostrave 100, 200, 500 ose 1000 ms.
• Aktivizoni/çaktivizoni gjumin e sensorit për të ulur rrymën e rrjedhjes në sensor.
• Cilësimet ruhen në EEPROM dhe ngarkohen përsëri në nisje

• Ndërfaqja serike

  • Shtyp rezultatet në seri. Mund të përdoret për regjistrim.
  • Ndryshoni cilësimet me komandat serike

Furnizimet

1x Arduino Nano - Arduino Nano eBay shembull

1x bordi i sensorit INA219 - bordi i sensorëve ngjyrë vjollce INA219 shembull eBay

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

1x TTP223 Ndërprerës me prekje me kapacitet - TTP223 Butoni me prekje me kapacitet PCB eBay shembull

1x Furnizimi me energji për Femra i Foleve të Foleve - Shembull i montimit të vrimës së Femrës për Fuqinë në eBay

1x Furnizues Mashkull Furnizues me energji elektrike - Mashkull Furnizues energjie me terminalet e vidhos shembull eBay ose Mashkull Fuqia Fole me terminalet Push eBay shembull

1x Slide Switch 2 Position 6 Pin - Rrëshqitje kaloni 6 pin eBay shembull

Telat

1x lidhës mashkullor me 5 kunja (opsionale) - 2.54 tituj meshkuj me pin në eBay

Lidhës femër 1x 5 pin (opsional) - Lidhësi Dupont vendos shembullin eBay ose shembullin eBay lidhësin me 2,5 pin 5 rreshta të vetëm

Tub për tkurrjen e nxehtësisë (opsionale)

Mjetet:

Hekuri i salduar

Printer 3D (nëse doni kutinë e printuar 3D)

Armë ngjitëse

Hapi 1: Skemat

Kam bërë dy versione të skemave. Një tradicionale dhe e bazuar në fotografi. Lidhjet janë identike kështu që ju mund të përdorni gjithçka që preferoni.

Përshkrim

Ekrani OLED dhe sensori INA219 janë të dy duke përdorur I2C kështu që ata kanë nevojë për SDA dhe SCL të lidhur me A4 dhe A5.

Daljen e sensorit prekës kapacitiv do ta lidhim me D2 për hyrje.

Çelësi i rrëshqitjes ka 6 kunja - dy rreshta me 3 kunja. Një rresht do të përdoret për të lidhur hyrjen e energjisë në Vin në Arduino. Rreshti tjetër do të lidhë D6 me tokën. Duke përdorur tërheqjen e brendshme në D6, Arduino do të jetë në gjendje të shohë nëse është apo jo i lidhur me fuqinë në Vin.

Së fundmi, ne lidhim lidhësin pozitiv të hyrjes së energjisë (priza femërore) përmes INA219 në daljen pozitive (priza mashkullore e energjisë). Kjo është mënyra se si sensori është në gjendje të masë rrymën që rrjedh përmes tij.

Hapi 2: Shtypja e Rastit

Rasti përbëhet nga një kuti dhe një kapak. Të dyja duhet të jenë të lehta për tu printuar dhe shumica e printerëve janë në gjendje t'i printojnë ato pa mbështetje. Por mund të shtoni mbështetje nëse dëshironi.

Kur të mbaroni, të dy pjesët kapen së bashku. Nëse jeni shumë të kujdesshëm, do të jeni në gjendje ta hapni përsëri. Por dy flokët e pranverës janë pak të brishtë dhe mund të prishen nëse nuk jeni të kujdesshëm.

Nuk keni printer 3D?

Nëse nuk keni qasje në një printer 3D, jam i sigurt se është e mundur të krijoni një rast tjetër. Mund të blini një kuti projekti/kuti prej plastike ose alumini. Ose mund të bëni diçka vetë nga druri ose kartoni. Behu krijues!

Hapi 3: Montimi i kapakut

Kapaku mban ekranin OLED dhe butonin kapacitiv të prekjes. Ngjitini telat në përbërës para se t'i ngjitni në vend me një armë zam. Kujdes nga ekrani OLED - nganjëherë xhami është i montuar në PCB. Pra, rreshtoni atë para se ta ngjitni në vend. Nëse keni një lidhës me 5 kunja, atëherë shtojeni atë në tela. Nëse jo, është akoma e mundur të lidhni ekranin dhe butonin direkt në Arduino - por është pak më e vështirë të punosh me të.

Hapi 4: Montimi i Kutisë Kryesore

Montoni prizën e energjisë për Femra dhe çelësin rrëshqitës dhe vidhosini ato në vend. Nëse nuk mund të gjeni ndonjë vidë të vogël që i përshtatet ndërprerësit, thjesht mund ta ngjisni në vend. Unë mendoj se e kam marrë timen nga një makinë DVD e vjetër që e kam hequr:)

Hiqni kunjat dhe lidhësit nga INA219 (nëse janë montuar) nuk ka hapësirë të mjaftueshme për atë në kuti. Pastaj lidhni plotësisht Arduino dhe INA219 para se t'i ngjitni në vend në kuti. Shtoni përsëri lidhësin me 5 kunja nëse e keni - ose thjesht lidheni drejtpërdrejt me kapakun.

Pastaj përfundoni instalimet elektrike për të kaluar dhe prizat e energjisë. Në çelësin rrëshqitës lidhni telat në dy kunjat më të afërt me prizën e fuqisë femërore në të dy rreshtat. Në këtë mënyrë ju mund ta rrëshqisni çelësin drejt USB për të zgjedhur fuqinë USB. Dhe rrëshqiteni çelësin drejt hyrjes për fuqinë hyrëse. Lehtë për t’u mbajtur mend!

Mos e mbyllni çështjen akoma! Shtë më mirë të provoni që gjithçka funksionon së pari.

Hapi 5: Programimi i Arduino

Nëse nuk e keni tashmë të instaluar Arduino IDE, merrni atë nga arduino.cc

Ju gjithashtu duhet të instaloni dy bibliotekat U8g2 dhe Adafruit INA219. Të dyja janë në dispozicion në menaxherin e bibliotekës. Për Adafruit INA219 sigurohuni që të keni versionin 1.0.5 - versionet më të reja kërkojnë biblioteka shtesë dhe memorie flash, por nuk ofrojnë ndonjë funksion shtesë në këtë kohë.

Tjetra merrni kodin burimor të bashkangjitur në këtë Instructable (Tiny-VA-Meter.ino dhe FlashMem.h) ose merrni versionin më të fundit nga GitHub Tiny-VA-Meter Git im. Tani hapni Tiny-VA-Meter.ino me Arduino IDE.

Lidhni Matësin V/A të Vogël me kompjuterin tuaj me një kabllo USB.

Nga mjetet zgjidhni Bordin: "Arduino Nano", Procesori: "ATmega328P" dhe portën e duhur. Ju mund të keni nevojë të ndryshoni procesorin në "ATmega328P (Ngarkuesi i vjetër i vjetër)" në varësi të arduino tuaj. Nëse keni gabime në komunikim, provojeni.

Shtypni butonin e ngarkimit dhe prisni derisa të përfundojë.

Hapi 6: Provoni që gjithçka po funksionon

Para mbylljes së çështjes, është një ide e mirë të kontrolloni që gjithçka është e lidhur në mënyrë korrekte. Ju mund të ndiqni këto hapa për të verifikuar të gjithë përbërësit:

1. Nga fuqia USB, Ekrani duhet të ndizet dhe të shfaqë leximet (pavarësisht nga pozicioni i çelësit të rrëshqitjes).

2. Kontrolloni që mund të ndërroni menunë duke shtypur butonin.

3. Aplikoni energji në hyrjen dhe kontrolloni që njehsori të shfaq tensionin e duhur.

4. Provoni të zhvendosni çelësin rrëshqitës dhe verifikoni që njehsori të shfaq mesazhet e diapazonit.

5. Tani mund të provoni të vendosni çelësin rrëshqitës në fuqinë hyrëse dhe shkëputni USB -në. Matësi duhet të funksionojë akoma.

6. Së fundi ju duhet të jeni në gjendje të lidhni një ngarkesë ose pajisje me daljen dhe të kontrolloni që sensori po lexon barazimin aktual.

Nëse të gjitha këto hapa ishin të suksesshme, njehsori juaj duhet të punojë në mënyrë perfekte! Mund ta kapni kapakun në vend tani!

Hapi 7: Mësoni të lundroni në meny

Kur nisni njehsorin do të fillojë duke treguar gamën e disponueshme të hyrjes në varësi të pozicionit të çelësit të rrëshqitjes: "Gama e hyrjes: 0-26V 3.2A" ose "Gama e hyrjes: 4-15V 3.2A". Mesazhi do të shfaqet vetëm për disa sekonda, por mund ta kaloni me një shtyp të shkurtër. Nëse ndërruesi i rrëshqitjes ndryshon pas nisjes, një mesazh i ri do të shfaqet përsëri për disa sekonda.

Shkurtimisht lundroni me shtyp të shkurtër dhe zgjidhni me shtyp të gjatë (1 sek.).

Matësi ka 3 faqe kryesore: Ekran V/A, Ekran V/A/W/Ah dhe cilësime. Një shtypje e shkurtër e butonit do të hidhet midis këtyre faqeve.

Në faqen V/A/W/Ah mund të rivendosni mAh me një shtypje të gjatë.

Në faqen e cilësimeve mund të futni cilësimet me një shtypje të gjatë. Tani mund të lundroni përsëri midis cilësimeve të ndryshme me shtyp të shkurtër. Cilësimet në dispozicion janë "Gama e sensorit", "Shkalla e rifreskimit" dhe "Gjumi i sensorit". Ndryshoni secilën cilësim me shtypje të gjatë. Kur lundroni përtej cilësimit të fundit, njehsori do të kthehet në menunë e ekranit V/A.

Hapi 8: Përdorimi i Ndërfaqes Seriale

Kur lidheni me një kompjuter me USB, mund të përdorni Arduino Serial Monitor (ose një terminal tjetër) për të komunikuar me Matësin V/A të Vogël. Përdor baudratin 115200.

Me shkallën e zgjedhur të marrjes së mostrave, njehsori do të transmetojë të gjitha leximet në seri dhe ju lehtë mund ta lexoni atë në terminal.

Por gjithashtu mund të ndryshoni cilësimet në Tiny V/A Meter me komanda serike. Sigurohuni që të zgjidhni "Newline" si përfundim i rreshtit.

Çdo komandë e pavlefshme do të shfaq menunë e ndihmës:

Komandat:- rivendosni (rivendosni mAh)

- lexo (Përgjigju me rezultatet e fundit)

- log x (Tx automatike e mostrave - x mund të jetë ndezur ose fikur)

- gjumi x (gjumi INA219 midis mostrave - x mund të jetë i ndezur ose i fikur)

- rifreskoni x (Vendosni ekranin dhe shkallën e rifreskimit serik. x mund të jetë 100, 200, 500 ose 1000)

- diapazoni x (Vendosni intervalin INA219. x mund të jetë 0 për 3.2A, 1 për 1A ose 2 për 0.4A)

Për shembull, shtypni "rifreskoni 1000" për të ndryshuar shkallën e marrjes së mostrës në 1 sekondë. Ose shtypni "log off" për të çaktivizuar transmetimet automatike të rezultateve. Matësi do të përgjigjet me "OK" nëse është i suksesshëm.

Hapi 9: U krye

Tani përdoreni atë për të matur diçka argëtuese:)

Unë jam përpjekur të shtoj të gjitha tiparet që më duken të dobishme. Por mos ngurroni të bëni modifikimet tuaja. Dhe ju lutemi ndani nëse jeni në gjendje të bëni disa përmirësime mbresëlënëse në Tiny V/A Meter!

Përditësuar 14/06-2020: Ndryshoi drejtuesi dhe shtoi më shumë veçori! Nuk mbulohet ende nga ky udhëzues - por mund ta kontrolloni në GitHub tim.