ATTiny85で電流電圧計を作ってみる

I2C接続の電流計測モジュールINA219を使用してArduino(ATTiny85)で電流電圧計を作ってみました。

スイッチサイエンス：INA219搭載 STEMMA QT互換 ハイサイドDCセンサ
秋月電子：INA219使用電流センサーモジュール
Amazon ： INA219 I2C双方向DC電流電源センサ
などで購入できます。

←はスイッチサイエンスで購入しました。


▲計測対象の電源がCR2032なので、実験中にだんだん電圧下がって来てる　(;・∀・)

接続図

▼ ArduinoUNOでの動作検証用：モロモロ省略、Ｉ２Ｃ接続なので確認するだけなら簡単
OLEDは SSD1306(128x32Dot) を使用


▼ ATTiny85を使用したフル状態
　　回路図の都合で分けてますが、スイッチは2回路2接点の連動スイッチです。
　　電源に3.3V昇圧DC-DCコンバータを入れています。

INA219の使い方

INA219のレジスタは16Bitです。
Configレジスタに動作モード(電圧レンジ、電流解像度、電圧解像度、計測モード)を書き込めば
電圧値と電流値がそれぞれ電圧レジスタ、電流レジスタから読み取れます。

Configuration Register(0x00)

15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
RST	-	BRNG	PG1	PG0	BADC4	BADC3	BADC2	BARC1	SADC4	SADC3	SADC2	SADC1	MODE3	MODE2	MODE1

RST　　　1:リセット
BRNG　　電圧レンジ 0:16V 1:32V
PG　　　　シャント抵抗(電流測定)レンジ　　00:±40mV 01:±80mV 10:±160mV 11:±320mV
BADC　　電圧計測ビット長　　　　　　　　　 0011: 12Bit
SADC　　電流計測ビット長と変換時間　　 0011: 12Bit 532μ秒
MODE　　計測モード　　　　　　　　　　　　　 111:電圧・電流計測

Shunt Voltage Register(0x01)　※電流値　±0～32767

15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
SIGN	SD14	SD13	SD12	SD11	SD10	SD9	SD8	SD7	SD6	SD5	SD4	SD3	SD2	SD1	SD0

Bus Voltage Register(0x02) ※電圧値 0～4096×4mV

15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
BD12	BD11	BD10	BD9	BD8	BD7	BD6	BD5	BD4	BD3	BD2	BD1	BD0	-	CNVR	OVF

CNVR　　変換完了フラグ
OVF　　　電力計算オーバーフローフラグ

電圧は下位３Ｂｉｔが状態フラグに使用されているので、読みだした値を３Ｂｉｔシフト。
解像度が4mV（値１が4mVに相当）なので４倍して電圧値に変換します。

今回は使用しませんでしたが、Calibration Register(0x05)に変換値を設定すると
Power Register(0x04)から電力値を読み出せます。 ※単位はmW
Calibration Register(0x05)に設定する値は計算式と代入値がスペックシートに記載されています。
計測ビット長を12Bitにしている場合には0x2000を設定すれば良いみたいです。
パターンが8個くらいしかないので、分からなければ適当に設定して実測値と見比べれば確認できます。

スケッチ

GitHubのリポジトリにはSSD1306の表示クラス、フォントデータも入ってます。

YuruPuro/INA219

解説動画