Hackaday Prize 2023: Пи Пико измеряет вольты, амперы и ватты

Измерить напряжение довольно просто: просто приложите щупы мультиметра к соответствующим контактам и считайте значение. Измерение токов зондирования немного сложнее, поскольку вам необходимо разомкнуть цепь и соединить щупы последовательно. Проверить потребляемую мощность схемы сложнее всего, поскольку в каждый момент времени необходимо измерять и напряжение, и ток, а также умножать их. Устав от необходимости подключать два мультиметра и выполнять кучу синхронизированных измерений, [Пер-Саймон Заал] построил себе автоматический цифровой измеритель мощности.

Сердцем этого прибора является чип INA219, который может одновременно измерять и оцифровывать напряжение и ток. Он выводит результаты через шину I2C, которую [Пер-Саймон] подключил к миниатюрной версии Raspberry Pi Pico под названием RP2040-Zero. Для подключения системы к тестируемому устройству предусмотрена винтовая клеммная колодка, а на 0,96-дюймовом OLED-дисплее отображаются измеренные напряжение, ток и мощность.

Максимальное измеряемое напряжение составляет 26 В, а диапазон тока определяется шунтирующим резистором, установленным на плате. Шунт по умолчанию составляет 0,1 Ом, что дает максимальный диапазон тока 3,2 А, но вы можете получить практически любой диапазон, просто установив другой резистор и изменив конфигурацию программного обеспечения. Помимо отображения мгновенных значений, измеритель мощности также может вести журнал своих измерений, что очень полезно для отладки схем, которые потребляют больше энергии, чем ожидалось, или для измерения таких показателей, как емкость аккумулятора.

Существует множество способов измерения электрической мощности, но все они сводятся к некоторому умножению тока и напряжения. Раньше умножение производилось с помощью магнита, но современные счетчики, такие как счетчики Пер-Саймона, конечно, используют цифровые системы. Некоторые из них могут даже подключаться напрямую к USB-порту. Если вы хотите измерить мощность сети, трансформаторы являются важным компонентом по соображениям безопасности.