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Un senseur de courant continue + tension, 26V +- 3.2 Amp pour Arduino

La documentation d'un produit AdaFruit c'est toujours une occasion unique d'apprendre quelque-chose de nouveau.

Aujourd'hui, nous allons nous attarder sur le breakout INA219, un senseur de courant continu 26 Volts +-3.2A avec une interface I2C (précision 1%).
Ce breakout est vraiment unique en son genre car en plus de relever le courant,  il permet aussi de monitorer la tension d'alimentation de la charge ce qui est vraiment unique.
Breakout INA219 High Side - disponible chez MCHobby
Mesure High Side et Low Side
Ce breakout permet de faire une mesure "High Side". Mais que signifie donc "High Side"???

Pour fixer les idées rapidement:
  • Mesure "High Side" = mesure sur le pôle "+" de la charge... donc côté du pôle "+" de l'alimentation.
  • Mesure "Low Side" = mesure sur le pôle "-" de la charge... donc du côté de la masse
Type de montage pour senseur de courant - Source: MCHobby.be

La plupart des périphériques de mesure de courant font une mesure du côté basse tension du circuit (dit "Low Side Current Sensing"). Cela signifie que si vous voulez impliquer l'alimentation dans le processus de mesure, vous devez placer une résistance entre la masse de votre charge (ex: le pôle "-" d'un moteur ou un appareil électronique) et la vraie masse du circuit. Par conséquent la différence de potentiel aux bornes cette résistance  varie en fonction du courant qui la traverse (plus le courant est élevé et plus la tension aux bornes de la résistance est élevée, même si l'on ne parle que de quelques millivolts).
Cela signifie que la borne "-" de votre charge n'est plus à la vraie masse (0 volts) mais à une masse virtuelle située à quelques millivolts aux dessus de la vraie masse... cette masse virtuelle varie d'ailleurs légèrement en fonction du courant qui traverse la charge (et la résistance de mesure).
Ce type de mesure "low side" que l'on fait sur la borne "-" de la charge peut être la cause de problèmes si vous avez de l'électronique dans votre charge. En effet, les montages électroniques tendent à ne pas apprécier les masses ayant une référence de tension qui varie!
NB: La mesure "Low Side" à un avantage certain pour le senseur. En effet, l' électronique de mesure ne doit supporter de tensions importantes (de 1 à quelques volts est largement suffisant).

Ce breakout fait une mesure High Side
Le circuit intégré INA219 est plus intelligent.  Il est capable de faire une mesure de courant "High Side" (du côté "+" de la charge), jusqu'à +26V DC, même s'il est alimenté avec une tension de 3 ou 5V!
Puisqu'il fait une mesure "high side", il est également capable de mesurer la tension d'alimentation! Génial pour faire un monitoring du cycle de vie d'un accumulateur ou d'un panneau solaire.
Breakout INA219 disponible chez MCHobby.be
Un amplificateur de précision mesure la tension aux bornes d'une résistance de 0.1 ohm, une résistance senseur à 1%. Puisque la différence d'entrée maximum de l'amplificateur est de ±320mV, cela implique que l'on peut mesurer un courant maximum de ±3.2 Ampères. Avec un convertisseur Analogique Digital interne à 12 bits (ADC 12 bits), La résolution sur la gamme ±3.2A est de 0.8mA!
Avec un gain interne configuré au minimum de div8 (divisé par 8), le courant max est de ±400mA avec, cette fois, une résolution de 0.1mA.



Hacker le senseur pour mesurer 32A
Les hacker expérimenté peuvent retirer la résistance senseur de 0.1 Ohm et la replacer par leur propre résistance (disons une de 0.01 ohm pour mesurer des courants jusqu'à 32 Ampères avec une résolution de 8mA)

Comment brancher
Ce breakout inclus un pinHeader 2.54mm et un bornier 3.5mm que vous pouvez éventuellement souder sur la carte. Le bornier sera pratique pour brancher votre charge et le pinHeader pour réaliser un montage sur une plaque de prototypage ou breaboard.
Une utilisation simple:
  • Alimentez le senseur avec une tension de 3 à 5V DC
  • Connectez les 2 broches I2C sur votre microcontroleur.
  • Connectez ensuite l'alimentation du circuit de puissance sur la broche VIN+
  • La broche VIN- sur la charge (la charge elle même raccordée sur la masse).
A utiliser avec la librairie Arduino proposé par AdaFruit.

Où acheter