Миллиамперметр

Мимоходом сделал небольшой, но весьма занятный проект. Стало интересно, сколько потребляют мои самоделки, а заодно — какая ёмкость у аккумуляторов с Алиэкспресса. Так-то можно пользоваться мультиметром, но нужно изобретать какой-то колхоз чтобы втыкать его в разрыв USB кабеля, плюс как-то отключать, когда он нужен где-то ещё. К тому же, у устройств с микроконтроллерами потребление прыгает в зависимости от режима работы. Собрал себе специальное устройство.

Идея довольно проста. Два разъёма USB Type C — один на вход и один на выход. Питание между ними пускаем через шунтирующий резистор в 0.1 Ом. В зависимости от того, какой через резистор идёт ток — на нём будет разное падение напряжения, аккурат по закону Ома.

Параллельно резистору подключается микросхема сенсора — INA213. Она усиливает падение напряжения в 50 раз и подаёт его на аналого-цифровой преобразователь. В первой версии устройства я использовал АЦП микроконтроллера, но с ним у меня была та же проблема что и в радиоприёмнике — значения, которые он выдаёт, слишком уж разнятся с реальностью. Поэтому АЦП я поставил специализированный — ADS1220. В последней версии устройства я поменял микроконтроллер на более современную модель, но АЦП оставил старый — всё равно есть, а точность у него выше, 24 бита. Ещё вокруг немного обвески и простой OLED-экран. Вот, в общем-то и всё. А, ещё пара кнопок на всякий случай и небольшой EEPROM для настроек — на будущее.

Диапазон измерения определяется сопротивлением шунта и опорным напряжением АЦП. В моём случае резистор 0.1 Ом, коэффициент усиления 50, опорное напряжение 2.048 Вольт — максимум получается 409.6 миллиампер. Это меньше, чем можно пустить через USB, но для моих поделок вполне хватает. А не хватит — можно просто поставить генератор опорного напряжения на 4.096В и диапазон измерения сразу вырастет вдвое, на плате для него как раз место.

Измерения делаются 1000 раз в секунду. Точность при этом немного страдает, но зато можно ловить короткие скачки, например когда обновляется экран или идёт передача по WiFi. Схему я нарисовал за выходные, на сборку и написание кода ушла ещё пара выходных.

Пользоваться довольно удобно — всего-то и нужно, что включить два кабеля USB. Очень доволен.