Module cảm biến đo điện áp dòng điện INA231 , Đo điện áp dòng điện

Giới thiệu Module cảm biến đo điện áp dòng điện INA231

Module cảm biến đo điện áp dòng điện INA231 I2C được sử dụng để đo dòng điện và điện áp DC của các thiết bị sử dụng công suất nhỏ với độ chính xác cao sai số chỉ 1%, cảm biến sử dụng giao tiếp I2C rất dễ kết nối và lập trình với Vi điều khiển, khả năng đo tối đa của cảm biến là 28VDC / 3.2A, thích hợp với các ứng dụng đo điện áp, dòng điện, công suất tiêu thụ của các thiết bị sử dụng điện áp DC.

INA231 có điện áp bù tối đa 10 microvolt (uV), sai số tăng tối đa 0,1% và chính xác hơn 10 lần so với các sản phẩm cạnh tranh đầu ngành. Thiết bị này là giải pháp chip đơn 16 bit hoàn chỉnh, cung cấp các phép đo dòng điện, điện áp và nguồn có thể lập trình đầy đủ cho giao diện I2C kỹ thuật số. INA226 mang lại lợi ích đáng kể cho các nhà thiết kế máy chủ, thiết bị viễn thông, máy tính, thiết bị quản lý nguồn và thiết bị kiểm tra yêu cầu đo công suất chính xác.

Các cảm biến đo dòng – Điện áp: INA226 – INA231 – INA219 – INA3221 – ACS712…

 

Chức năng các chân

• VCC : chân nguồn dương 5V
• GND: Chân cấp nguồn 0V
• DATA : Chân đọc dữ liệu cho chuẩn I2C .
• SCK  : Chân tạo xung cho chuẩn I2C .

Thông số kỹ thuật Module cảm biến đo điện áp dòng điện INA231

• Điện áp hoạt động : 2.7-5.5VDC
• Cảm biến điện áp: 0-28V
• Sử dụng : R100
• Độ lệch tối đa : 10uV
• Dòng tĩnh tối đa : 420uA
• Đơn giản hóa thiết kế không cần bộ ADC bên ngoài hoặc ghép kênh
• Khối lượng : 2.4g
• Kích thước : 21mm * 19mm

Các tính năng

• Giải pháp chip đơn với giao diện I2C hỗ trợ các phép đo dòng điện, điện áp và công suất, đơn giản hóa thiết kế bảng mạch và giải quyết các hạn chế về bố cục mà không cần bộ ghép kênh bên ngoài hoặc ADC chỉ đạt được độ chính xác cao hơn ở dòng điện thấp mà còn cho phép sử dụng điện trở shunt nhỏ hơn, do đó giảm tổn thất I*R
• Công nghệ lấy mẫu và thời gian chuyển đổi được lập trình độc lập. Không chỉ đơn giản hóa việc tùy chỉnh nhu cầu tốc độ của từng hệ thống mà còn giảm phần mềm và bộ nhớ yêu cầu
• Dòng tĩnh tối đa 420 uA và dòng tắt tối đa 2 uA hỗ trợ hoạt động hiệu quả, mặc dù INA231 tích hợp ADC và bộ ghép kênh nguồn, đồng thời tiêu thụ điện năng ít hơn 3,5% so với các giải pháp rời rạc cạnh tranh và điện áp chế độ chung 36 V (CMV) đảm bảo ít hoặc không có sự thay đổi trên toàn bộ phạm vi hoạt động, điện áp bù khác nhau, do đó đơn giản hóa việc phân tích lỗi.

Sơ đồ nguyên lý module cảm biến dòng INA231

Chương trình Test sản phẩm

Nguyên lý kết nối

Chương trình 

Thư viện : INA226_WE.h 

#include <Wire.h>
#include <INA226_WE.h>   
#define I2C_ADDRESS 0x40
 
INA226_WE ina226 = INA226_WE(I2C_ADDRESS);
 
void setup() 
{
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial); // wait until serial comes up on Arduino Leonardo or MKR WiFi 1010
  Wire.begin();
  ina226.init();
 
  /* Set Number of measurements for shunt and bus voltage which shall be averaged
    Mode *     * Number of samples
    AVERAGE_1            1 (default)
    AVERAGE_4            4
    AVERAGE_16          16
    AVERAGE_64          64
    AVERAGE_128        128
    AVERAGE_256        256
    AVERAGE_512        512
    AVERAGE_1024      1024*/
 
  //ina226.setAverage(AVERAGE_16); // choose mode and uncomment for change of default
 
  /* Set conversion time in microseconds
     One set of shunt and bus voltage conversion will take:
     number of samples to be averaged x conversion time x 2
 
       Mode *         * conversion time
     CONV_TIME_140          140 µs
     CONV_TIME_204          204 µs
     CONV_TIME_332          332 µs
     CONV_TIME_588          588 µs
     CONV_TIME_1100         1.1 ms (default)
     CONV_TIME_2116       2.116 ms
     CONV_TIME_4156       4.156 ms
     CONV_TIME_8244       8.244 ms  */
 
  //ina226.setConversionTime(CONV_TIME_1100); //choose conversion time and uncomment for change of default
 
  /* Set measure mode
    POWER_DOWN - INA226 switched off
    TRIGGERED  - measurement on demand
    CONTINUOUS  - continuous measurements (default)*/
 
  //ina226.setMeasureMode(CONTINUOUS); // choose mode and uncomment for change of default
 
  /* Set Resistor and Current Range
     if resistor is 5.0 mOhm, current range is up to 10.0 A
     default is 100 mOhm and about 1.3 A*/
 
  ina226.setResistorRange(0.1, 1.3); // choose resistor 0.1 Ohm and gain range up to 1.3A
 
  /* If the current values delivered by the INA226 differ by a constant factor
     from values obtained with calibrated equipment you can define a correction factor.
     Correction factor = current delivered from calibrated equipment / current delivered by INA226*/
 
  ina226.setCorrectionFactor(0.93);
 
  Serial.println("INA226 Current Sensor Example Sketch - Continuous");
 
  ina226.waitUntilConversionCompleted(); //if you comment this line the first data might be zero
}
 
void loop()
{
  float shuntVoltage_mV = 0.0;
  float loadVoltage_V = 0.0;
  float busVoltage_V = 0.0;
  float current_mA = 0.0;
  float power_mW = 0.0;
 
  ina226.readAndClearFlags();
  shuntVoltage_mV = ina226.getShuntVoltage_mV();
  busVoltage_V = ina226.getBusVoltage_V();
  current_mA = ina226.getCurrent_mA();
  power_mW = ina226.getBusPower();
  loadVoltage_V  = busVoltage_V + (shuntVoltage_mV / 1000);
 
  Serial.print("Shunt Voltage [mV]: "); Serial.println(shuntVoltage_mV);
  Serial.print("Bus Voltage [V]: "); Serial.println(busVoltage_V);
  Serial.print("Load Voltage [V]: "); Serial.println(loadVoltage_V);
  Serial.print("Current[mA]: "); Serial.println(current_mA);
  Serial.print("Bus Power [mW]: "); Serial.println(power_mW);
  if (!ina226.overflow)
  {
    Serial.println("Values OK - no overflow");
  }
  else
  {
    Serial.println("Overflow! Choose higher current range");
  }
  Serial.println();
 
  delay(3000);
}

 

Tham khảo chương trình mẫu và thông tin linh kiện chi tiết tại:

HUỲNH NHẬT TÙNG