ハッカデイ賞 2023: Pi Pico はボルト、アンペア、ワットを測定します

電圧の測定は非常に簡単です。マルチメータのプローブを関連するピンに当てて、値を読み取るだけです。 回路を開いてプローブを直列に配置する必要があるため、電流を調べるのは少し難しくなります。 回路の消費電力をチェックすることは、電圧と電流の両方を測定し、各瞬間にそれらを乗算する必要があるため、最も困難です。 2 つのマルチメーターを接続し、大量の同期測定を実行することにうんざりし、[Per-Simon Saal] は自動デジタル パワー メーターを自作しました。

この機器の心臓部は、電圧と電流を同時に測定してデジタル化できる INA219 チップです。 これは、[Per-Simon] が RP2040-Zero と呼ばれる Raspberry Pi Pico の小型バージョンに接続した I2C バスを介して結果を出力します。 システムをテスト対象デバイスに接続するためにネジ端子ブロックが提供され、0.96 インチ OLED ディスプレイには測定された電圧、電流、電力が表示されます。

測定できる最大電圧は26Vですが、電流範囲は基板に実装されているシャント抵抗によって決まります。 デフォルトのシャントは 0.1 Ω で、最大電流範囲は 3.2 A になりますが、別の抵抗を取り付けてソフトウェア構成を変更するだけで、ほぼ任意の範囲を得ることができます。 パワー・メータは瞬時値を表示するだけでなく、測定値のログを保存することもできます。これは、予想よりも多くのエネルギーを使用する回路のデバッグや、バッテリーの容量などの測定に非常に役立ちます。

電力を測定する方法はたくさんありますが、結局のところ、何らかの方法で電流と電圧を乗算することになります。 昔は乗算は磁気的に行われていましたが、[Per-Simon] のような現代のメーターでは、もちろんデジタル システムが使用されています。 USB ポートに直接接続できるものもあります。 主電源を測定する場合、安全上の理由から変圧器は必須のコンポーネントです。