Forum Diskusi Ina219 [PDF]

Zitiervorschau

Hai semua, maaf saya seorang pemula yang lengkap jadi bersabarlah dengan saya.

Saya ingin mengukur tegangan keluaran dan arus panel surya 18V yang terhubung ke pengontrol muatan dan baterai 12V. Saya juga ingin mengukur tegangan baterai. Saya memiliki dua sensor INA219 yang dapat mengukur hingga 26V dan 3.2A untuk melakukan pekerjaan itu, tetapi meskipun saya sudah berusaha keras untuk mengetahuinya, saya sangat bingung dengan sirkuit untuk itu dan tidak ingin meledakkan sesuatu.

Saya mengumpulkan arus ditarik untuk mengisi baterai (mengabaikan pengendali pengisian selama satu menit) memberikan tegangan panel lebih besar dari tegangan baterai. Di sini apakah aki bertindak sebagai 'beban'? jadi dapatkah ditempatkan antara Vin- dan Arduino GND? seperti dengan contoh belajar sirkuit adafuit (situs web ketiga lebih lanjut tercantum di bawah).

Panel memiliki dioda pemblokiran untuk mencegah aliran dari baterai ke panel adalah tegangan baterai lebih besar.

Melihat diagram sirkuit di bagian bawah situs Texas Instruments dan untuk contoh dalam situs panduan belajar AdWords yang tercantum di bawah ini saya berpikir:

Untuk mengukur tegangan dan arus panel surya:

INA219 Vin + ke + dari panel surya INA219 Vin- ke baterai + Baterai - ke Arduino GND Panel surya - ke arduino GND

Apakah ini atau apa pun yang benar? (atau lebih likeley salah)

Juga bagaimana cara mengukur baterai?

Ya, kabel Anda salah, tetapi kami dapat memperbaikinya! Mari kita pilah ini menjadi beberapa item yang terpisah. Anda ingin mengukur

1) tegangan output dari panel surya 18V; 2) arus keluaran dari panel surya 18V; dan 3) tegangan baterai.

Untuk 1 dan 3, Anda dapat menggunakan pembagi resistor untuk menskalakan dua voltase ke apa yang dapat diambil oleh input Arduino Analog.1 Dioda dan sekering zener juga merupakan ide yang sangat bagus. Sangat.

Untuk nomor 2, bagaimanapun, ada beberapa pendekatan: melewati kawat yang pergi dari panel ke controller melalui Current Transformer (dan beberapa komponen lainnya); letakkan sensor halleffect current secara seri (mis., modul ACS712); atau letakkan resistor kecil secara seri dan ukur penurunan tegangan melintasi resistor. Karena V = IR, dan Anda tahu R dan Anda mengukur V, Anda dapat menghitung I (saat ini). Perangkat INA219 adalah jenis yang terakhir ini. Shunt pada dasarnya adalah kawat yang memiliki sedikit perlawanan ... cukup untuk mengukur penurunan tegangan ketika arus mengalir melalui itu. Anda menggunakan shunt resistor yang cukup besar untuk menghasilkan voltase yang terukur untuk rentang arus yang akan "dihaluskan" melaluinya. Selain itu, harus sekecil mungkin agar tidak memanas, atau mempengaruhi pengukuran dengan cukup baik.

Karena ada pengontrol antara panel surya dan baterai, sebenarnya ada dua tempat Anda dapat mengukurnya: antara panel dan pengontrol, atau antara pengontrol dan baterai. Jika Anda mengukurnya di sisi panel, Anda akan mendapatkan apa yang diproduksi panel. Jika Anda mengukurnya di sisi baterai, Anda akan mendapatkan apa yang dibutuhkan untuk mengisi daya. Perbedaan antara kedua angka tersebut tergantung pada efisiensi pengontrol.2

Untuk mengukur arus panel, koneksi Anda adalah solar + ke INA219 Vin +, dan INA219 Vin- ke controller +. Controller- hanya akan kembali ke matahari-. Pengontrol akan memiliki dua terminal lain untuk bat + dan bat-. Seperti dikatakan dalam spesifikasi, Vcc biasanya disediakan oleh catu daya terpisah (bisa berupa baterai +), tetapi harus dirujuk ke surya - sebagai "tanah" yang umum. Untuk sistem yang kecil dan portabel, surya dan baterai akan terhubung, dan membentuk landasan bersama untuk modul Arduino dan INA219.

Untuk instalasi permanen, menggunakan kutil dinding dan / atau inverter dari baterai dan / atau koneksi listrik lainnya, ada banyak masalah serius lainnya yang perlu dipertimbangkan. JANGAN coba-coba hal seperti itu, karena membutuhkan tukang listrik yang kompeten. Kembali ke resistor shunt. Modul adafruit dilengkapi dengan resistor shunt 0,1Ω (R100). Jika panel surya dapat menyediakan 1A untuk mengisi baterai mati, maka penurunan tegangan shunt adalah 1A * 0,1Ω = 0,1V. Apakah itu ok untuk panel Anda?

Kami harus mulai dengan peringkat daya untuk panel Anda. Anda tidak mengatakan apa itu, jadi saya akan memilih 25 Watt. Formula lain adalah P = IV, jadi 25W = I * 18V. Memecahkan untuk saya, kami mendapatkan 25W / 18V = 0.72A. Itu "mungkin" arus maks pada 18V untuk panel 25W.

Panel surya tidak ideal seperti itu, sayangnya. Ketika Anda menggunakan lebih banyak arus dari mereka, tegangan output turun. Arus minimum akan menggunakan tidak ada, seperti itu terputus mungkin membaca 20V pada voltmeter (alias "rangkaian terbuka" atau Voc). Arus maksimum akan seperti itu terhubung ke bola lampu pijar 100W - mungkin membaca 0.1V (alias "korsleting") tetapi akan menghasilkan 1.5A (alias Isc). Itu bola lampu redup. ;)

Jadi Anda akan mengukur di mana saja dari 0A hingga 1.5A. Modul Anda bisa memakan waktu hingga 3,2A, jadi katakanlah 3A dan bekerja dari sana.

Spesifikasi ini memberi tahu kita bahwa "sense current current" dari INA219 adalah 40mV. Ini akan menampilkan nilai digital antara 0 dan 4095 untuk perbedaan tegangan 0 hingga 0,040V yang diukur pada Vin + dan Vin-.

Untuk arus 3A, kita dapat memecahkan nilai maksimum shunt resistor untuk mendapatkan 40mV: R = V / I = 0,040V / 3A = 0,01333Ω. Jika Anda mengatur Programmable-Gain Amplifier (PGA) di INA219 untuk dibagi dengan 8, itu dapat mengukur hingga 320mV. Itu akan membutuhkan resistor shunt 0,1067Ω. Jadi kita dapat mengatakan bahwa resistor 0.1Ω yang sudah dipasang sebelumnya berada dalam kisaran untuk panel 25W. Ini adalah jenis perhitungan yang perlu Anda buat untuk panel Anda.

Jika kita memilih resistor yang jauh lebih kecil daripada panel 25W, Anda tidak akan menggunakan skala penuh INA219 ... Untuk arus 1A melintasi resistor 0,01, Anda akan mendapatkan 0,01V, yang berubah menjadi pembacaan 1024. Jika panel Anda hanya menampilkan arus antara 0 dan 1A, pembacaan digital Anda akan 0 hingga 1024. Kisaran atas tidak akan pernah digunakan, sehingga pembacaan pada dasarnya "lebih kasar".

Anda dapat menulis beberapa kode untuk mengatur PGA jika bacaan di atas 4000 ... dan mengatur PGA jika bacaan di bawah 100. Ini adalah bagaimana mereka memperluas rentang arus hingga 3.2A.

Resistor kecil lebih baik, karena Anda benar-benar tidak ingin membuang banyak energi pada resistor. Kembali ke P = IV, kita dapat melihat bahwa P = 3A * 0,040V = 0,12W. Sekitar 1 / 8W akan hilang oleh resistor 0,013Ω, meninggalkan 24 7 / 8W untuk baterai. :) Yah, pengontrolnya tidak sempurna, jadi mungkin 20W akan tersisa untuk mengisi baterai. Dengan resistor 0,1 yang dipasang sebelumnya, itu akan menghilangkan 3A * 300mV = 0,9W, hampir 1 watt, atau sekitar 4% dari apa yang dihasilkan panel. Sedikit lebih penting. Saya akan pergi dengan resistor yang lebih kecil untuk menjaga pemborosan (limbah) dan ukuran fisiknya turun, tapi itu dengan asumsi panel 25W.

Dang, itu posting yang panjang, tapi itulah yang terjadi ketika sebuah pertanyaan sederhana menyentuh begitu banyak bidang yang berbeda. Lebih banyak pertanyaan?

Tepuk tangan, / dev ________ 1 Ternyata INA219 juga dapat mengukur tegangan pada Vin-, jadi Anda hanya perlu satu pembagi resistor untuk sisi tegangan baterai.

2 Anda memiliki dua modul, sehingga Anda bisa mengukurnya di kedua sisi dan menghitung efisiensi pengontrol dari dua bacaan. Itu juga akan memberi Anda tegangan baterai dari INA219 Vin-, jadi Anda tidak perlu pembagi resistor untuk itu. Koneksinya akan menjadi pengontrol bat + ke Vin +, Vinke baterai +, baterai - ke Arduino GND dan bat controller.