Модуль заміру струму TI INA226

 INA226 — це двонапрямний монітор струму і потужності з інтерфейсом, сумісним з I²C.

Мікросхема вимірює напругу на:

• вході VBUS;
• входах V+ та V- шунта.
  Це наочно зображено на малюнку з даташиту:
  

Межі вимірювання наступні:

• напруга на шунті: від -81.9175 до 81.92 мВ, розрядність 16 біт, 2.5 мкВ на один відлік АЦП;
• напруга на VBUS: від 0 до 36 В, розрядність 16 біт, 1.25 мВ на один відлік АЦП.

Для розрахунку важливо знати опір резистора шунта. На моєму модулі встановлено резистор R100, проте при вимірах я отримав значення більш точне значення - 101.6 мОм.

У такому випадку на шунті при струмі 1 ампер буде падати 0.1016 В, що вже перевищує допустимі 81.9 мВ. Тому мій екземпляр модуля налаштовано на вимірювання струму в діапазоні від -800 до 800 мА.

Перевірка вимірювань напруги на VBUS

Для цього тесту я використав керований лабораторний блок живлення RD6030 як джерело напруги. Для контролю напруги також було підключено вольтметр Unit UT61.

У результаті я отримав наступний графік:

Досить цікавий сплеск відхилень спостерігається в діапазоні від 3 до 6 вольт. Я перевіряв кілька разів, і кожного разу отримував цей сплеск. Можливо, це технічна проблема саме мого екземпляра мікросхеми. На жаль, у мене є лише один екземпляр, тому перевірити це поки що неможливо.

Якщо перейти до відносних величин, можна побачити, що похибка становить приблизно 0.1%, за винятком сплеску в діапазоні 3-6 вольт.

Перевірка замірів прямого струму

Тестування струму будемо проводити за простою схемою: послідовно під'єднаємо INA226 та зразковий амперметр (UT61).

Вимірювання струму показують дещо більший розкид параметрів. Модуль занижує покази, а середня похибка становить близько -1%.

Перевірка вимірювань зворотнього струму

Змінюємо підключення дротів на INA226, щоб протестувати зворотний струм. У цьому випадку модуль показує від'ємні значення напруги на шунті, які потім програмно перераховуються у струм.

Зі зворотним струмом спостерігається та ж ситуація, що й із прямим: рівень похибки становить приблизно 0.8-1.0%.

Висновки

Мені цей модуль потрібен для контролера заряду кислотного АКБ. Шунт, звісно, потрібно буде замінити, оскільки необхідно вимірювати струм розряду-заряду в діапазоні від -2 до 2 ампер. Похибка у 1% є цілком припустимою.

Припускаю, що INA226 також можна використовувати для контролю літієвих АКБ. Однак не для 1S збірок, оскільки їхня напруга потрапляє в діапазон із найбільшими похибками вимірювання.