INA219 — Датчик тока и напряжения (вольтамперметр) с протоколом связи I²C

INA219 DC Current Monitor — цифровой датчик для измерения потребляемого тока, напряжения и мощности на базе микросхемы INA219B. Выходной интерфейс модуля — шина I2C, что очень удобно при работе с устройствами на базе Arduino, Raspberry Pi, Orange PI, Banana Pi и т.п.

Модуль имеет высокую точность измерения тока и напряжения, нулевой дрейф, при этом обладая компактными размерами и не требует дополнительной обвязки. Также важное преимущество датчика INA219 заключается в том, что измерительный шунт установлен в разрыв «+» питания, а не «-«, так как в таком случае не возникает нежелательный в электронике сдвиг потенциалов между «землей» нескольких устройств, объединенных в общую схему.

I2C адрес микросхемы INA219 можно изменить запайкой перемычек А0 и А1. Возможно четыре различных комбинации установки адресных перемычек, соответственно на одну шину I2C можно подключать до 4-х таких модулей. Для увеличения точности измерений предусмотрен регистр калибровки. Напряжение в микросхеме измеряет аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и может работать в 9-ти, 10-ти, 11-ти, 12-ти битных режимах. Настраивается режим работы микросхемы изменением регистра конфигурации.

Применить модуль можно в системах, контролирующих процесс заряда/разряда аккумуляторных батарей, источниках питания с контролем напряжения и потребляемого нагрузкой тока.

Характеристики INA219

• Напряжение питания: от 3.0 до 5.5 В;
• Разрядность АЦП: 12 бит;
• Выходной интерфейс: I2C;
• Скорость интерфейса: 3.4 МГц;
• Диапазон измеряемых напряжений: от 0 до 26 В;
• Максимальный измеряемый ток: от -3.2 A до 3.2 A;
• Дискретность при измерении тока: 0.8 мА;
• Точность измерений по току и напряжению: 1 %;
• Диапазон рабочих температур: от -40 до +125 °C;
• Дрейв в рабочем температурном диапазоне: 100 мкВ;
• Калибровка: калибровочный регистр;
• Внутренние данные: измеренный ток и мощность;
• Фильтрация: х128 отсчетов.

Модуль Zero CJMCU-219 на базе INA219

Модуль Zero CJMCU-219 — это законченный модуль, который можно подключать к различным устройствам, не только к платформе Arduino, но и к Raspberry Pi, Orange PI, Banana Pi и др.. Основным элементом на плате является микросхема INA219. Несмотря на маленький размер и малое количество выводов, INA219 обладает большими возможностями. Микросхема измеряет падение напряжения на шунте (резисторе с малым сопротивлением на выводах Vin+ и Vin-). На плате установлен шунт с сопротивлением 0.1 Ом.

Принципиальная схема Zero CJMCU-219/INA219

Модуль Zero CJMCU-219 имеет минимальный набор компонентов для правильной работы датчика INA219.

Распиновка Zero CJMCU-219/INA219

Плата имеет 6+2 вывода, 2 из 6 дублируют Vin+ и Vin-.

Система установки I2C адреса на INA219

Если используется более одной платы INA219, каждой плате должен быть присвоен уникальный адрес. Это делается с помощью адресных перемычек на правом краю платы. Базовый адрес I2C для каждой платы равен 0x40. Бинарный адрес, который вы программируете с помощью перемычек адресов, добавляется к базовому адресу I2C.

Для изменения адреса шины I2C платы микросхемы INA219 нужно запаять/отпаять перемычки на A0 и A1. Определить текущий адрес можно с помощью I2cScanner от Arduino.

Описание регистров INA219

INA219 использует 5 регистров для хранения настроек конфигураций, результатов измерений, максимальных/минимальных пределов и информации о состоянии. В таблице ниже представлены регистры INA219.

Содержимое регистра обновляется 4 мкс после завершения команды записи. Следовательно, требуется задержка в 4 мкс между завершением записи в заданный регистр и последующим считыванием этого регистра (без изменения указателя) при использовании частот SCL, превышающих 1 МГц.

Блок-диаграмма микросхемы INA219

Материалы

Скачать документацию datasheet_ina219.pdf
adafruit_ina219-current-sensor-breakout.pdf
adafruit.com

Купить INA219 на AliExpress