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[资源下载] 解决Mind+V1.7.1 R2.0 中I2C数字功率计模块电流值严重偏差问题

本帖最后由 mutu 于 2021-10-15 22:36 编辑

我们在研究电学实验时，用到了I2C数字功率计（https://www.dfrobot.com.cn/goods-1890.html），根据官网产品维库资料：I2C数字功率计（SEN0291）是一款可测量26V 8A以内各类电子模块、用电设备的电压、电流和功率，最大相对误差不超过±0.2%的高分辨、高精度、大量程测量模块（使用前需进行一次简单的手动校准）。可用于太阳能系统、电池库仑计、电机、主控板或电子模块的功耗测量、电池续航评估与实时电源参数在线监控。模块采用TI INA219零温漂电流/功率监控芯片和2W大功率低温漂10mΩ合金采样电阻，电压和电流分辨率分别可达4mV与1mA，在满量程测量条件下，电压与电流的最大测量相对误差不超过±0.2%，并提供4个可通过拨码开关配置的I2C地址。模块可对双向高侧电流（流经电源或电池正极的电流）进行准确测量，这在太阳能或库仑计应用，电池既需要充电，也需要放电的场合尤为有用，用户可通过电流的正负读数了解电池的充放电状态，也可以了解电池的充放电的实时电压、电流与功率。在电机应用场景，可通过实时监控电机电流是否由于堵转或负载过大导致电流过大，从而及时采取保护措施。此外，也可以使用该模块测量各类电子模块或整个项目的实时功耗，从而评估电池的续航时间。实物如图：
图1
图2

接口说明：

标号    名称    功能描述

1    VCC电源正极（3.3~5.5V）

2    GND    电源负极

3    SCLI2C时钟线

4    SDAI2C数据线

5    ADDR    I2C地址选择拨码开关

6    3PTERMINAL电压与电流测量接线柱3P

我们在实验时的电路连接如下图：

图3
图4

把用ArduinoIDE编写的样例代码上传DFRuino Uno板测量的电流、电压、功率数据都没有问题，如下图。

图5

但应用mind+自带功率计程序积木编程后就出现了问题，不但串口显示的电流数据差的离谱（约4倍），而且只适用于Arduino开发板。实验截图如下：

图6
图7

分析原因应该是mind+自带功率计程序积木块的问题，找到库文件发现与Arduino IDE示例用的DFRobot_INA219-master库有所区别。故等待mind+升级，可是到V1.7.1 R2.0后，问题依然没有解决。故决定按用户库开发教程自制积木，完善I2C数字功率计的用户库。通过学习教程和反复实践，终于大功告成。不但电流误差达到了要求，而且在Arduino Uno、Microbit、掌控板上都能正常使用了。见下图：

1.Arduino Uno开发板实验截图

图8

图9

2.Micro Bit开发板实验截图

图10

图11

3.掌控板实验截图

图12

图13

由于小型电机的转动不稳定，实验数据波动是正常的，如果负载为纯电阻电路电流的波动和误差就很小了，如下图所示：

图14

图15

现实中的实验误差是不可避免的，但力求越小越好。

I2C数字功率计用户库加载地址：

https://gitee.com/mu_tu/ext-ina219-pui.git

上传模式下选择主控板，选择用户库，将上述地址复制粘贴到用户库搜索框中，回车即可找到如下图标，点击它即可使用了。

图16
图17
图18

I2C数字功率计模块，可以实时反馈电压、电流、功率和采样电阻的分压，为电学测量带来了方便，应用它我们做了两个电学实验，都很成功，验证了本模块和开发的用户库可用，大家不妨一试。

图1