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:
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.
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.
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:
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:
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