توان‌سنج و دیتالاگر پرتابل با آردوینو

برای ساخت این ابزار اندازه‌گیری، ما سه بخش اصلی داریم: سنسور، پردازنده و نمایشگر/ذخیره‌ساز. برد آردوینو در مرکز این سیستم قرار می‌گیرد و اطلاعات را از سنسور قدرتمند INA219 دریافت می‌کند. این سنسور به صورت اختصاصی برای اندازه‌گیری ولتاژ و جریان طراحی شده و دقت بسیار بالایی دارد. بعد از خواندن این دیتا، آردوینو آن‌ها را پردازش کرده و هم روی نمایشگر می‌فرستد و هم در کارت حافظه می‌نویسد.

برای این پروژه به چند قطعه الکترونیکی پرکاربرد نیاز داری. قلب تپنده مدار ما یک آردوینو پرو مینی (یا مدل نانو) است که به خاطر ابعاد کوچکش برای پروژه‌های پرتابل عالی است. در کنار آن به یک نمایشگر کوچک OLED و یک ماژول کارت حافظه SD هم نیاز داریم.

برای بخش اندازه‌گیری، باید ماژول INA219 را تهیه کنی که از طریق پروتکل I2C با آردوینو ارتباط برقرار می‌کند و کار سیم‌کشی را خیلی راحت کرده است. از آنجایی که قرار است دستگاه ما پرتابل باشد، به یک باتری لیتیوم پلیمر تک‌سل نیاز داری.

برای اینکه بتوانی باتری را به راحتی شارژ کنی، حتما یک ماژول شارژر TP4056 هم تهیه کن. این ماژول هم باتری را به صورت ایمن شارژ می‌کند و هم جلوی تخلیه بیش از حد آن را می‌گیرد.

در نهایت، برای روشن و خاموش کردن دستگاه به یک کلید کشویی یا فشاری ساده نیاز خواهی داشت. وقتی همه این قطعات را از بازار تهیه کردی، می‌توانی وارد مرحله جذاب مونتاژ و لحیم‌کاری بشی.

حالا وقتشه که قطعات را به هم متصل کنی. سیم‌کشی این پروژه اصلا پیچیده نیست. نمایشگر OLED و ماژول INA219 هر دو از پروتکل I2C استفاده می‌کنند؛ پس پایه‌های SDA و SCL آن‌ها به پین‌های A4 و A5 آردوینو وصل می‌شوند. ماژول کارت SD هم از طریق پروتکل SPI به پین‌های دیجیتال آردوینو متصل خواهد شد.

در بخش تغذیه، خروجی باتری لیتیومی را به ورودی ماژول TP4056 وصل کن و خروجی ماژول را با یک کلید قطع و وصل، به پایه RAW یا VIN آردوینو بفرست. می‌توانی از عکس‌های شماتیک و بردهای مونتاژ شده ایده بگیری تا مدارت را تا حد امکان فشرده و تمیز لحیم کنی.

بعد از تکمیل شدن بخش سخت‌افزار، نوبت به مغز متفکر پروژه یعنی کدهای آردوینو می‌رسد. برای اینکه آردوینو بتواند با ماژول‌ها صحبت کند، ابتدا باید کتابخانه‌های مربوط به نمایشگر OLED، کتابخانه سنسور INA219 و همچنین کتابخانه استاندارد SD را در نرم‌افزار آردوینو نصب کنی.

وقتی کتابخانه‌ها را نصب کردی، کد برنامه را کامپایل کرده و روی برد آپلود کن. دقت کن که اگر از آردوینو پرو مینی استفاده می‌کنی، برای ارتباط با کامپیوتر و آپلود کد به یک مبدل USB به سریال (مثل ماژول FTDI) هم نیاز خواهی داشت.

تبریک می‌گویم! تو موفق شدی یک دستگاه توان‌سنج و دیتالاگر حرفه‌ای و قابل حمل بسازی. حالا فقط کافیه دستگاه را روشن کنی، مصرف‌کننده خودت را به ترمینال‌های ورودی سنسور متصل کنی و مقادیر دقیق ولتاژ، جریان و توان را روی نمایشگر ببینی.

بعد از اتمام کار هم می‌توانی کارت حافظه را در بیاوری و لاگ‌های ثبت شده را در کامپیوترت بررسی کنی. فراموش نکن که اپلیکیشن آیسی‌مدار را نصب کنی تا همیشه به جدیدترین آموزش‌ها و پروژه‌های الکترونیک دسترسی داشته باشی! موفق باشی.