Pojďme programovat elektroniku | Raspberry Pi

Programování elektroniky: Proměníme Raspberry Pi Zero 2 W ve čtyřkanálový multimetr s Wi-Fi

  • Připojíme k Raspberry Pi desku se čtyřmi čipy INA219
  • A také displej a lištu tlačítek na stativu z 3D tiskárny
  • Výsledkem bude voltmetr, ampérmetr a wattmetr s Wi-Fi

V dnešním pokračování našeho seriálu o programování elektroniky si postavíme malou měřící stanici proudu, napětí a příkonu se čtyřřádkovým znakovým displejem a Wi-Fi.

O výpočty a konektivitu se postará výkonné a nedávno představené Raspberry Pi Zero 2 W, no a o samotnou měřící funkci pak jeho rozšiřující destička Current/Power Monitor HAT od Wavesharu. Naše stanice se bude jmenovat Malinomultiměr 1.0.

Podívejte se na Malinomultiměr 1.0 v akci:

Zdrojové kódy projektu najdete na GitHubu našeho seriálu

Waveshare nabízí rozšiřující desku na svém globálním e-shopu za 30 amerických dolarů, nicméně ji seženete i na tuzemském RPishopu za částku 785 korun včetně DPH.

aa51e6e1-7d6f-4c5e-9df5-411b9cd57dfc
Rozšiřující modul pro Raspberry Pi s čtyřmi proudovými snímači INA219

Obousměrný proudový snímač INA219

Destička je vybavená rovnou čtyřmi měřícími čipy INA219 (PDF) od Texas Instruments, adekvátními bočníky a šroubovou svorkovnicí pro připojení zátěže, INA219 je totiž integrovaný obvod pro obousměrné snímání protékajícího proudu, napětí a příkonu, který s řídícím mikropočítačem komunikuje pomocí sběrnice I²C.

 
cf43091e-a3e4-45e9-b2b7-364ccb1b612e0643ee40-df97-4495-a844-9de232199183fdf52708-8f8d-4ea5-975c-a506ca530c73
Různé prototypovací moduly s čipem INA219 a konečně naše rozšiřující deska, kterou stačí zacvaknout do Raspberry Pi a není potřeba žádná další ovládací a napájecí kabeláž

Je to tedy vlastně takový jednoduchý čtyřnásobný voltmetr, ampérmetr a wattmetr v jednom pro drobnější elektrickou zátěž:

  • Elektrické napětí měří v rozsahu 0-26 V
  • Elektrický proud měří v rozsahu 0-3,2 A

Rozpětím se sice INA219 nemůže srovnávat s klasickými kapesními nebo stolními multimetry, levou zadní ale zvládne změřit obvyklou drobnou DC elektroniku, kterou má na stole každý kutil počínaje měřením spotřeby všemožných destiček stavebnice Arduino, Raspberry Pi a konče třeba stejnosměrnými motorky.

Změří třeba spotřebu malé žárovky

Na šroubové svorkovnici jsou pro každý kanál vyhrazené signály označené jako INx+, INx- a GND.

Kdybychom chtěli měřit napětí, proud a příkon obvodu, ve kterém je jako spotřebič připojená klasická malá žárovka a jako zdroj elektrické energie třeba pouzdro se čtyřmi v sérii zapojenými 1,5V články AAA (dohromady okolo 6 V), zapojení pro snímání na prvním kanálu bude vypadat takto:

a6f63174-2e43-4a54-b119-5192bb22b7ea
Tento obvod měří napětí v obvodu se žárovkou a zároveň protékající proud, který žárovka spaluje. INA219 díky tomu spočítá i příkon a promění se v jednoduchý wattmetr

Pokud bychom nepotřebovali měřit proud a bude nás zajímat pouze napětí třeba jedné tužkové baterie, pak bude zapojení měřícího obvodu ještě jednodušší:

9b1dd060-146e-4f54-9ec1-996a15cb738c
V jednodušším zapojení můžeme snadno přečíst napětí baterie, pokud nás proud a příkon nezajímají. INA219 se promění v jednoduchý voltmetr s rozsahem do 26 voltů

Naprogramujeme to v Pythonu 3

Čip INA219 je v kutilské scéně poměrně známý, takže jej mnozí včetně autora článku používají třeba k měření odběru energie u robotů poháněných na baterii. Díky tomu je internet plný knihoven pro Arduino. My jsme však jako řídící počítač zvolili výkonné linuxové Raspberry Pi a naopak sáhneme po jednoduchém jazyku Python 3.

Pokračování článku patří k prémiovému obsahu pro předplatitele

Chci Premium a Živě.cz bez reklam Od 41 Kč měsíčně
Diskuze (5) Další článek: Nadupané Ryzeny 7000 už míří k recenzentům. Takhle vypadá špičková deska pro platformu AM5

Témata článku: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,