Áram, feszültség és teljesítmény mérő szenzor I2C interfésszel - INA219B DC26V ±3.2A Max

Ha szeretnéd a Raspberry PI-det - vagy bármilyen egyéb áramkörödet - akkumulátorról használni, akkor nagyon hasznos volna pontosan mérni annak fogyasztását. Mennyi áramot vesz fel, mikor esik az akku feszültsége túl alacsonyra, amit már a meghajtott rendszer nem visel el és ezért - megakadályozandó a váratlan összeomlást - szabályozott módon állítanád le a rendszeredet, vagy csökkentenéd a terhelését.

Az ehhez hasonló feladatokat nem is olyan egyszerű kivitelezni.

Az INA219B áram, feszültség és teljesítmény mérő szenzor a legjobb megoldás az áramköreid monitorozására. Nem kell bajlódni több multiméterrel, hogy egyidőben tudj feszültséget és áramerősséget és teljesítményt is mérni. Ezen lapkánk segítségével  a Raspberry PI-ből tudsz  egy klassz műszert csinálni. Az  INA219B chip I2C interfészen, mindössze két kábel segítségével köthető a Raspberry PI-hez. Ezáltal nagyon egyszerűen lehet vele méréseket végezni. Pontossága 1%-on belüli.

A mérési eredményeket közvetlenül A-ben, V-ban és W-ban kapjuk vissza.

Ami miatt sokkal jobb megoldás a megszokott mérési módszerekhez képest, az az, hogy az áramkörök “HIGH” felén, azaz a táp (akkumulátor) + felöli oldalán kell bekötni. A maximális mérhető feszültségszint 26V DC, míg a mérhető áramerősség  ±3.2A max. (de ez akár növelhető) miközben a lapka tápfeszültség igénye 3.3V - 5V közötti.

Mivel nem a GND felől illesztjük a mérendő áramkörbe, ezért nem “mászik el” a sönt ellenállás miatt a referencia GND pont és emiatt nem okoz problémát az áramkör egyéb részein. 

Hogyan működik?

A lapkán található egy 0,1ohm 1% pontosságú sönt ellenállás. Vin+ és Vin- pontok között. Ezen ellenálláson eső feszültséget méri egy precíziós erősítővel rendelkező 12bites AD konverter. Ennek bemenetén maximum ±320mV lehet, ebből következően (I=U/R) képlet alapján a mérhető maximális áramerősség  ±3.2A. Mivel az AD konverter 12bit felbontású, ezért 3,2/4096=0,00078125 A azaz 0,78mA pontossággal tudunk mérni. A belső erősítést beállítva a maximális áram  ±400mA és a felbontás 0,1mA. (Ügyeskezű guruk, kicserélhetik a lapkán az ellenállást például 0,01 ohmosra és akkor 32A-ig lehet mérni 8mA felbontással)

Méri továbbá a GND és Vin- közötti feszültség értéket is.

Tulajdonságok

• INA219B chip
• Betáp feszültség mérés 0V-26V DC tartományban
• Áram érzékelő : 0,1 ohm sönt ellenállás 1% 2W
• Max ±3.2A áramerősség mérés ±0.8mA felbontás
• Közvetlen kiolvasása a feszültség (V) áram (A) és teljesítmény (W) értékeknek
• 4 programozható I2C cím
• Nagy pontosság: 0,5% (Max)
• Túlmelegedés elleni védelem
• Tápfesz: 3.3V-5V
• Fogyasztás: 40uA

Felhasználási területek:

• szerverek, telko eszközök, notebookok fogyasztás monitoring
• solar rendszerek monitoringja
• power menedzsment
• akkumulátor töltők
• tápegységek
• hegesztő berendezések

Adatlap:

http://www.adafruit.com/datasheets/ina219.pdf

Csatlakoztatás a Raspberry PI-hez

• csatlakoztasd a GND lábat a Raspberry PI GND-hez (pin6)
• csatlakoztasd a VCC lábat a Raspberry PI 3.3V kimenetéhez (pin1)
• csatlakoztasd az SDA lábat a Raspberry PI SDA kimenetéhez (pin3)
• csatlakoztasd az SCL lábat a Raspberry PI SCL kimenetéhez (pin5)