ESP8266 Amperomierz połączony z komputerem

[Zimol]

MOTYWACJA

Jest to pierwszy projekt z wykorzystaniem ESP8266, chociaż jakiekolwiek arduino poradziłoby sobie z tym bez problemu  🙂Zamysłem projektu była obserwowanie poboru prądu w pewnym czasie na monitorze komputera. Bardzo podobną rzecz posiada Daniel Rakowiecki, dosyć dużo mu pomaga w czasie naprawy 😉

OPIS DZIAŁANIA

Projekt ma za zadanie zmierzyć prąd pobierany przez urządzenie badane. Układ INA219 mierzy spadek napięcia na rezystorze bocznikującym 0,1Ω. Następnie wysyła dane po magistrali I²C do NODEMCU V3.0 a µC wysyła na wyświetlacz monochromatyczny OLED oraz po UART do komputera. Używając np. kreślarki z Arduino Ide można zaobserwować w miarę fajny wykresik 🙂

A ESP wybrałem ponieważ jest tani (około 15 zł).

Maksymalny "bezpieczny" prąd to 3,2A.

 

A schemat ideowy wygląda tak:

I troszkę zdjęć:

 

ORAZ KOD PROGRAMU

W programowaniu jestem strasznym laikiem, więc proszę o wyrozumiałość 😉

Inspirowałem się kilkoma stworzeniami podobnych konstrukcji na Youtubie.

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_INA219.h>
#include <SPI.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

Adafruit_INA219 ina219;

#define SCREEN_WIDTH 128 
#define SCREEN_HEIGHT 64 

#define OLED_RESET     
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);
int current_mA = 0;
float busvoltage = 0;
float shuntvoltage = 0.0;
float loadVoltage_V = 0.0;


void setup(void)
{
  ina219.begin();
  Serial.begin(9600);

  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);
  
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(2);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(0,10);
  display.println("LOADING");
  display.display();
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0,50);
  display.println("POWERED BY ZIMOL03");
  display.setCursor(0,0);
  display.println("v1.1");
  display.display();
  delay(300);


  for ( int width=0 ; width<115 ; width++) {
    
  display.fillRect(0, 30, width, 15, WHITE);
  display.display();
  delay(150);
  width = width + 2;
  width++;
}

}
void loop(void)
{
  shuntvoltage = ina219.getShuntVoltage_mV();
  current_mA = ina219.getCurrent_mA();
  busvoltage = ina219.getBusVoltage_V();
  loadVoltage_V  = busvoltage + (shuntvoltage / 1000);

  Serial.println(current_mA);
  display.clearDisplay();
  voltCurrent();
  delay(25);

}

void voltCurrent() {

  display.setTextSize(3);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(0, 10);            
  display.print(current_mA);
  display.print("mA");
  display.setCursor(0, 40);            
  display.print(loadVoltage_V);
  display.print("V");
  display.display();

}

A DOKŁADNOŚĆ?

No tu już jest troszkę gorzej. W szkole przy użyciu w miarę dokładnego amperomierza analogowego pomierzyłem trochę prądów*:

No jest dosyć duża rozbieżność, niestety. Pewnie można byłoby polepszyć dokładność; zmienić rezystor na taki, który ma TCR bardzo mały, dokładność lepszą, dorobić lepsze rozpraszanie ciepła itd. 

*Trochę mało czasu miałem, dlatego badanie odbywało się co 500mA 😉

PODSUMOWANIE

Urządzonko może głownie przydać się jako dodatek do zasilacza laboratoryjnego, ale także w szkołach przy badaniu różnych układów np. na pracowni elektrycznej. Uczniowi na pewno będzie trochę łatwiej przy rysowaniu charakterystyk 🙂   

[Treker (Damian Szymański)]

@Zimol właśnie zatwierdziłem opis Twojego projektu, więc jest już widoczny publicznie. Zachęcam pozostały użytkowników do komentowania i dawania praktycznych porad co do ewentualnej rozbudowy opisanego projektu 🙂

[_LM_]

Dnia 1.10.2022 o 12:37, Zimol napisał:

A schemat ideowy wygląda tak

Blokowy 😉

 

Dnia 1.10.2022 o 12:37, Zimol napisał:

Jest to pierwszy projekt z wykorzystaniem ESP8266

To aż się prosi o wysyłanie danych bezprzewodowo np: przez udp. 

 

Dnia 1.10.2022 o 12:37, Zimol napisał:

Bardzo podobną rzecz posiada Daniel Rakowiecki, dosyć dużo mu pomaga w czasie naprawy 😉

Daniel ma zasilacz z taką funkcją, a multimetr z którego wyświetla pomiary to któryś model brymena z komunikacją do PC. 

Ogólnie idea fajna i przydatna, ja zmieniłbym pomiar napięcia za pomocą zewnętrznego adc bo ten z esp jest słabej jakości. 

Edytowano Październik 3, 2022 przez _LM_

[ethanak]

25 minut temu, _LM_ napisał:

ja zmieniłbym pomiar napięcia za pomocą zewnętrznego adc bo ten z esp jest słabej jakości. 

A gdzie tam widzisz pomiar napięcia z adc esp?

Ja bym co najwyżej zmienił rezystor na 0.05Ω (tzn. nalutował 0.1Ω na istniejącym).

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[_LM_]

19 minut temu, ethanak napisał:

gdzie tam widzisz pomiar napięcia z adc esp?

A wróć, faktycznie napięcie jest mierzone na INA, zasugerowałem się zdjęciami i początkiem programu, mój błąd. 

 

[ethanak]

Dnia 1.10.2022 o 12:37, Zimol napisał:

No jest dosyć duża rozbieżność, niestety.

Przede wszystkim biblioteka której użyłeś radośnie zakłada, że wartość rezystora to dokładnie 0.1Ω i nie da się jej wytłumaczyć, że w rzeczywistości mamy np. 0.102 albo 0.098. Nie i już. Ot - taka zabaweczka.

Proponowałbym przeliczenie wskazania amperomierza z INA na rzeczywiste (to przede wszystkim), i zastanowiłbym się nad użyciem jakiegoś porządnego bocznika (są na Allegro za parę złotych) zamiast tego miniaturowego rezystorka.

 

[Zimol]

3 godziny temu, _LM_ napisał:

Blokowy 😉

A tak rzeczywiście, mój błąd.

2 godziny temu, ethanak napisał:

Proponowałbym przeliczenie wskazania amperomierza z INA na rzeczywiste (to przede wszystkim), i zastanowiłbym się nad użyciem jakiegoś porządnego bocznika (są na Allegro za parę złotych) zamiast tego miniaturowego rezystorka.

O dziękuję, właśnie się zastanawiałem jak polepszyć wyniki tym co mam (INA).