Hackaday-Preis 2023: Pi Pico misst Volt, Ampere und Watt

Das Messen einer Spannung ist ziemlich einfach: Platzieren Sie einfach die Sonden Ihres Multimeters über den entsprechenden Pins und lesen Sie den Wert ab. Das Messen von Strömen ist etwas schwieriger, da Sie den Stromkreis öffnen und Ihre Sonden in Reihe schalten müssen. Die Überprüfung des Stromverbrauchs eines Stromkreises ist am schwierigsten, da Sie sowohl Spannung als auch Strom messen und diese zu jedem Zeitpunkt multiplizieren müssen. [Per-Simon Saal] war es leid, zwei Multimeter anschließen und eine Reihe synchronisierter Messungen durchführen zu müssen, und baute sich einen automatischen digitalen Leistungsmesser.

Das Herzstück dieses Instruments ist ein INA219-Chip, der Spannung und Strom gleichzeitig messen und digitalisieren kann. Die Ergebnisse werden über einen I2C-Bus ausgegeben, den [Per-Simon] an eine miniaturisierte Version des Raspberry Pi Pico namens RP2040-Zero angeschlossen hat. Für den Anschluss des Systems an das zu testende Gerät steht ein Schraubklemmenblock zur Verfügung, während ein 0,96″ großes OLED-Display die gemessene Spannung, Stromstärke und Leistung anzeigt.

Die maximal messbare Spannung beträgt 26 V, während der Strombereich durch den auf der Platine montierten Shunt-Widerstand bestimmt wird. Der Standard-Shunt beträgt 0,1 Ω, was zu einem maximalen Strombereich von 3,2 A führt. Sie können jedoch nahezu jeden gewünschten Bereich erreichen, indem Sie einfach einen anderen Widerstand montieren und die Softwarekonfiguration ändern. Neben der Anzeige der Momentanwerte kann der Leistungsmesser auch ein Protokoll seiner Messungen führen – sehr nützlich zum Debuggen von Schaltkreisen, die mehr Energie verbrauchen als erwartet, oder zum Messen von Dingen wie der Kapazität einer Batterie.

Es gibt viele Möglichkeiten, elektrische Leistung zu messen, aber alle laufen darauf hinaus, Strom und Spannung in irgendeiner Weise zu multiplizieren. Die Multiplikation erfolgte früher magnetisch, aber moderne Messgeräte wie das von [Per-Simon] verwenden natürlich digitale Systeme. Einige können sogar direkt an einen USB-Anschluss angeschlossen werden. Wenn Sie Netzleistungen messen möchten, sind Transformatoren aus Sicherheitsgründen ein unverzichtbares Bauteil.