物联网AI MicroPython传感器学习 之 INA219电压电流计

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一、产品简介

INA219电压电流计可用于测量负载的电压、电流、功率等参数,可以用于服务器、电脑笔记本、电源、电池管理等电子电路设备提供电流电压值监测提供解决方案。
物联网AI MicroPython传感器学习 之 INA219电压电流计_第1张图片
引脚定义

  • VCC:3.3V
  • GND:接地
  • SCL:I2C时钟
  • SDA:I2C数字
  • Vin-:负载输入
  • Vin+:负载输出

二、技术参数

  • 供电电压:3.3V
  • 接口:I2C接口,工作频率高达3.4MHz
  • 高度精度:精度范围为0.5%
  • 工作温度:-40度~125度
  • 支持16个可编程地址
  • 总线电压:0-26V
  • 支持最大电流:3.2A

三、软件接口

INA219(i2cObj) - 创建INA219驱动对象

  • 函数原型:

ina219Obj = INA219(i2cObj)

  • 参数说明:
参数 类型 必选参数? 说明
i2cObj I2C 传入I2C对象
  • 返回值:
    INA219对象成功,返回INA219对象;INA219X对象创建失败,抛出Exception
  • 示例代码:
from machine import I2C,PIn    # 驱动库
import ina219

i2cObj = I2C(1, scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=400000)
ina219Dev = ina219.INA219(i2cObj)
print("ina219 inited!")
  • 输出:
ina219 inited!

getVoltage - 测量电压值

  • 函数功能:
    测量负载的电压值并且返回状态
  • 函数原型:

INA219.getVoltage()

  • 参数说明:
  • 返回值:
    成功返回电压测量结果(数据类型:浮点型;单位:V);失败抛出Exception
  • 示例:
from machine import I2C,PIn    # 驱动库
import ina219
import utime

i2cObj = I2C(1, scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=400000)
ina219Dev = ina219.INA219(i2cObj)
print("ina219 inited!")
while True:
    print("Bus Voltage: %.3f V" % ina219Dev.getVoltage())
    utime.sleep(1)
  • 输出:
ina219 inited!
Bus Voltage: 4.872 V
Bus Voltage: 4.868 V
Bus Voltage: 4.868 V
Bus Voltage: 4.868 V

getCurrent - 测量电流值

  • 函数功能:
    测量负载的电流值并且返回测量结果
  • 函数原型:

INA219.getCurrent()

  • 参数说明:
  • 返回值:
    成功返回负载电流测量结果(数据类型:浮点;单位:mA);失败抛出Exception
  • 示例:
from machine import I2C,PIn    # 驱动库
import ina219
import utime

i2cObj = I2C(1, scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=400000)
ina219Dev = ina219.INA219(i2cObj)
print("ina219 inited!")
while True:
    print("Current: %.3f mA" % ina219Dev.getCurrent())
    utime.sleep(1)
  • 输出:
No OTA upgrade.
mount fs
 ==== python execute bootpy ====
 ==== python file check /data/pyamp/main.py ====
 ==== python execute from /data/pyamp/main.py ====
ina219 inited!
Current: 3.305 mA
Current: 3.402 mA
Current: 3.305 mA
Current: 3.195 mA

getPower - 获取功率值

  • 函数功能:
    测量负载的功率并且返回测量结果
  • 函数原型:

INA219.getPower()

  • 参数说明:
  • 返回值:
    成功返回负载的功率测量结果(数据类型:浮点;单位:mW);失败抛出Exception
  • 示例:
from machine import I2C,PIn    # 驱动库
import ina219
import utime

i2cObj = I2C(1, scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=400000)
ina219Dev = ina219.INA219(i2cObj)
print("ina219 inited!")
while True:
    print("Power: %.3f mW" % ina219Dev.getPower())
    utime.sleep(1)
  • 输出:
No OTA upgrade.
mount fs
 ==== python execute bootpy ====
 ==== python file check /data/pyamp/main.py ====
 ==== python execute from /data/pyamp/main.py ====
ina219 inited!
Power: 15.610 mW
Power: 16.098 mW
Power: 16.098 mW
Power: 15.610 mW

四、接口案例

  • 代码:
# Python代码
from machine import I2C,PIn    # 驱动库
import ina219
import utime

i2cObj = I2C(1, scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=400000)
ina219Dev = ina219.INA219(i2cObj)
print("ina219 inited!")
while True:
    print("Bus Voltage: %.3f V" % ina219Dev.getVoltage())
    print("Current: %.3f mA" % ina219Dev.getCurrent())
    print("Power: %.3f mW" % ina219Dev.getPower())
    utime.sleep(1)
  • 输出:
No OTA upgrade.
mount fs
 ==== python execute bootpy ====
 ==== python file check /data/pyamp/main.py ====
 ==== python execute from /data/pyamp/main.py ====
ina219 inited!
Bus Voltage: 4.872 V
Current: 3.305 mA
Power: 15.610 mW
Bus Voltage: 4.868 V
Current: 3.402 mA
Power: 16.098 mW
Bus Voltage: 4.868 V
Current: 3.305 mA
Power: 16.098 mW
Bus Voltage: 4.868 V
Current: 3.195 mA
Power: 15.610 mW
Bus Voltage: 4.864 V
Current: 3.195 mA
Power: 16.098 mW

五、工作原理

INA219传感器寄存器描述如下表所示:

序号 寄存器地址 功能说明 默认值
1 0x00 配置寄存器 0x399F
2 0x01 分流电压寄存器
3 0x02 总线电压寄存器
4 0x03 功率寄存器 0x00
5 0x04 当前寄存器 0x00
6 0x05 校准寄存器 0x00

从下图可以看到INA219内置I2C通信单元,与MCU进行数据交互。通过ADC采样输入到数据处理和线性化单元,同时带有校正储存器,处理环境对器件测量的影响。带警报引脚,可通过修改寄存器的值设定阈值,当测量的温湿度超过阈值时它会被置位。
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引脚分布如下:

序号 引脚名 功能说明
1 Data I2C数据线
2 CLK I2C时钟线
3 GND 地线引脚
4 VCC 电源输入引脚
5 Vin- 接负载低电压端引线
6 Vin+ 接负载高电压端引线
7 A0 可编程地址线
8 A1 可编程地址线

参考文献及购买链接

[1] INA219电压电流计传感器介绍
[2] INA219电压电流计购买链接

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