Zaloguj się
Wszystkie
20 listopada 2025
31
- zakres pomiaru napięcia: 0...32 V,
- zakres pomiaru prądu: 0...5 A (patrz tekst),
- zasilanie: 3...5 V,
- pobór prądu: 900 μA (pomiar), 450 μA (odczyt),
- interfejs: I²C.
Moduł zbudowano w oparciu o specjalizowany układ monitora mocy PAC1921 firmy Microchip.
Pomiar odbywa się po stronie zasilania (tryb high–side). Napięcie jest mierzone bezpośrednio na wyprowadzeniu SENSE+, w zakresie 0...32 V z możliwością programowego ustalenia dodatkowego wzmocnienia (×1, ×2, ×4, ×8, ×32). Prąd mierzony jest metodą pośrednią poprzez pomiar spadku napięcia na rezystorze bocznikowym, podłączonym pomiędzy wyprowadzenia SENSE+/– wbudowanego wzmacniacza różnicowego. Maksymalny zakres mierzonego spadku napięcia Vsense to 100 mV. Wbudowany wzmacniacz o programowanym w ośmiu stopniach wzmocnieniu (×1, ×2, ×4, ×8, ×16, ×32, ×64, ×128) umożliwia realizację zmiany zakresów bez konieczności stosowania dodatkowych elementów zewnętrznych. Oba tory wzmocnienia sygnalizują przekroczenie zakresu poprzez ustawienie odpowiednich flag w rejestrach, co ułatwia programową obsługę zmiany wzmocnienia.
Napięcia uzyskane w części analogowej przetwarzane są we wbudowanym konwerterze A/C o rozdzielczości definiowanej programowo na 11 lub 14 bitów, zaś pomiar mocy realizowany jest programowo. Możliwa jest filtracja sygnału i wybór czasu integracji. Konfiguracja układu PAC1921 odbywa się poprzez magistralę I²C. Obsługiwane jest do 16 adresów ustalanych poprzez dobór wartości rezystora bocznikowego podłączonego do wyprowadzenia ADDR_SEL. Układ jest wyposażony w wyprowadzenie READ/INT, umożliwiające sprzętowe sterowanie pomiarem i synchronizację kilku układów. Na wyjście OUT przetwornika D/A można wyprowadzić zmierzoną wartość napięcia, prądu lub mocy. Ta funkcja może okazać się przydatna w aplikacjach, w których niedopuszczalna jest zwłoka związana z odczytem danych przez magistralę I²C. Przykładowo po podłączeniu do wyjścia komparatora można zrealizować szybkie zabezpieczenia po przekroczeniu progu ustalonego dla jednej z mierzonych wielkości, w dalszym ciągu mając dostęp do ich dokładnych wartości zapisywanych w rejestrach PAC1921.
Źródło napięcia doprowadzone jest do złącza IN. Wartość napięcia mierzona jest bezpośrednio na wyprowadzeniu SENSE+, zaś pomiar prądu odbywa się pośrednio, poprzez monitorowanie spadku napięcia na rezystorach RS1 i RS2 podłączonych do wyprowadzeń SENSE+/–. Obciążenie należy podłączyć do wyjścia OUT. Rezystory pomiarowe RS1/2 (o wartości 40 mΩ/1 W) połączone są równolegle i umożliwiają pomiar prądu w maksymalnym zakresie 0...5 A. Magistrala I²C i zasilanie doprowadzone są do złącza I²C, rezystory R3,4 podciągają linie SDA i SCL do dodatniej szyny zasilania. Do złącza IO doprowadzono sygnały sterowania trybem pracy INT oraz – po dodatkowej filtracji R2/C2 – napięcie SOUT z wbudowanego przetwornika D/A. Sygnały powielone są na złączu SIP GPIO. Układ pracuje poprawnie z zasilaniem 3...5 V, pobór prądu nie przekracza 1 mA.
Układ zmontowano na dwustronnej płytce drukowanej zgodnej mechanicznie i elektrycznie z formatem Grove.
Montaż układu nie wymaga rozbudowanego opisu. Prawidłowo zmontowany moduł można zobaczyć na fotografii tytułowej. Urządzenie nie wymaga uruchamiania, należy jednak dobrać wartość rezystorów pomiarowych odpowiednio do zakresu mierzonego prądu, pamiętając o nieprzekraczaniu maksymalnego spadku napięcia na boczniku równego 100 mV. Zmieniając wartość rezystora RA zgodnie z kartą katalogową, możemy ustalić inny adres I²C. Przy RA=0 domyślnie adres ustawiony jest na wartość 0x4C.
W celu szybkiego sprawdzenia działania modułu można użyć narzędzi i2ctools. Po podłączeniu zasilania do złącza IN i obciążenia do złącza OUT sprawdzamy detekcję układu na magistrali poleceniem i2cdetect –y 1. Moduł powinien być widoczny pod ustalonym przez RA adresem.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
