【开源】调测利器：I2C电流计功率计

news2025/1/14 1:06:48

小飞机的板子画成这样：

esp-plane

然后就开始溜号了。。。真心希望有小伙伴能来一起搞一下啊~

溜号是因为这次想在马达控制中加入电流闭环，所以就想测一下720空心杯带桨和不带桨状态下用锂电池供电的电流，正当要测时发现手上的万用表没电了，很是恼火。并且我的万用表也无法连续记录数据，这样就无法得到锂电池的放电曲线，所以干脆自己做一个吧！

方案一

MCU + ADC + OP AMP

有不少专为电流测量的放大器，比如TI的INA181、INA199，如果对分辨率要求不高，现在很多MCU内置12位ADC已经足够用了。这种方案架构比较灵活，可选范围很大。但是需要开发MCU程序，并且电路也不简洁。

方案二

数字接口电流计/功率计芯片

这种方案集成度高，电路简洁，但是可选范围变窄了，测量参数指标完全由芯片决定。

因为之前已经做了 CH347转SPI I2C接口模块，啥也别说了，方案二走起！

原理图

选用了TI的INA226芯片，原理图如下：

原理图

特性

感测总线电压范围：0V - 36V
高侧/低侧电流感测
电压、电流、功率测量
0.1% 增益误差
10uV 偏移
可配置测量平均值
16个可配置I2C地址
2.7V - 5.5V 电源供电
2路电源轨，可选为负载电源，作为 CH347高速USB桥接模块扩展时，为 3.3V 和 5V
Alert指示灯
非共地连接时，可选远端电压感测
引脚兼容CH347模块，即插即用

PCB

3d PCB

打样归来：

TOP

BOTTOM

CH347扩展

项目已经上传到GitHub：

https://github.com/pengwon/ina226

测试

python API已经编写差不多，连接esp32-c3模块测试下：

连接ESP32模块测试

测试代码：

sensor = INA226()
print(sensor.get_config())
sensor.set_alert_limit(0x1000)
print(sensor.get_calibration())
print(sensor.get_shunt_voltage(), 'uV')
print(sensor.get_bus_voltage(), 'mV')
print(sensor.get_current(), 'uA')
print(sensor.get_power(), 'mW')
sensor.set_mask_enable('SOL')
print(sensor.get_mask_enable())
sensor.close()

输出：

{'reset': False, 'avg': 0, 'vbus_ct': 4, 'vsh_ct': 4, 'mode': 7}
2048
595.0 uV
5035.0 mV
29750.0 uA
150.0 mW
{'SOL': True, 'SUL': False, 'BOL': False, 'BUL': False, 'POL': False, 'CNVR': False, 'AFF': False, 'CVRF': True, 'OVF': False, 'APOL': False, 'LEN': False}