Recently, while working on a DIY project, I needed to measure voltage, current, and power in the circuit. After comparing several chips, I decided to use the INA219 chip from Texas Instruments. Coincidentally, I had previously used an INA219 module to build a simple power meter, which made me …
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标签存档: ESP32
Using INA219 with Arduino to Measure Voltage, Current, and Power in a Circuit
作者: Xu Jiwei
日期: 8月 17, 2023
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在 Arduino 中使用 INA219 测量电路中电压、电流和功率
作者: Xu Jiwei
日期: 8月 16, 2023
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前段时间在做一个 DIY 产品的时候，会需要测量电路中电压、电流和功率等数据，在找了一些芯片对比后最终选择了德州仪器的 INA219 芯片，刚好之前也使用过 INA219 模块做了一个简单的功率计，相对还算熟悉。
INA219 的官方介绍如下：
INA219 是一款具备 I2C 或 SMBUS 兼容接口的分流器 和功率监测计。该器件监测分流器电压降和总线电源电 压，转换次数和滤波选项可通过编程设定。可编程校准 值与内部乘法器相结合，支持直接读取电流值(单位: 安培)。通过附加乘法寄存器可计算功率(单位: 瓦)。I2C 或 SMBUS 兼容接口 具有 16 个可编程地 址。
INA219 的使用还是比较简单的，直接通过 I2C 总线即可读取数据，并且支持最大 26V 测量电压，12 位精度，在大多数场合都满足需求了。在立创开源平台，也能看到很多 USB 功率计也是使用的这款芯片。
原理图
INA219 只需要很少的外围元件即可工作，给电源添加一个旁路电容，再加上一个采样电阻，即可完成。
A0、A1 用于指定通过 I2C 与 INA219 通信时，INA219 的地址，如果电路中只有一个 INA219 芯片，可以直接将这两个引脚接地即可。…
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一个软件工程师的 2022 电子 DIY 小结
作者: Xu Jiwei
日期: 1月 7, 2023
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在 2022 年中的时候，已经很久没有玩过 DIY 的我，在看到稚晖君以及其他一些 UP 主的视频之后，又对电子 DIY 捡起了兴趣。在这同时，又了解到了嘉立创的免费打样活动，因此也想在之前使用万用板和飞线的基础上，更进一步，能真正向产品化迈进一点，好好地做个东西出来。
在经过了几个月的学习、尝试，也在嘉立创打了快 30 块板子之后，目前也完成了几个小玩具的开发、组装、使用，也算是完成了一些里程碑。
学习路径
为了使 DIY 产品更像一个产品，就需要使用 PCB 了，因此需要系统地了解和学习硬件产品整体的开发流程。幸运的是，现在 B 站科技区很多 UP 主，在发布视频的时候，都给出了完整的实现方式，这就让我的整个学习过程有了比较详细的参考资料。
整体学习过程中，遵循了看视频》原理图学习》EDA 学习和操作》PCB 布线》项目复刻》自主从头实现这个路径。当然因为是业余 DIY，实践的时候都以满足基本需求为主，没有特别地去优化线路、优化功耗。
总的来说，在入门电子 DIY 的时候，还是遵循了实践大于理论的原则，很多时候并没有特别去深入原理性的东西，像模电的一些内容，并没有花太大精力去深入学习，更多还是直接使用了现成的模块。
EDA
在很久以前玩 Arduino 的时候，也去尝试过一些 EDA 软件，那个时候对整个电路，都比较费解，也不太能从头去画一个原理图，并且由于没有系统地去学习过原理图绘制，因此对于什么元件使用什么符号，各个元件所起的作用之类，都不太了解。
但是在接触到了立创开源硬件平台之后，就像是在 GitHub 上去阅读开源项目代码一样，可以成体系地去学习一下开源硬件项目了，自带的编辑器立创 EDA 可以直接打开项目。并且由于立创 EDA 相对其他 EDA 工具而言，功能还不太复杂，对于我这样的初学者来说，可以比较快的掌握并去画一些基础的原理图。
在使用立创 EDA 过程最大的感受就是，可以完全不需要了解各个元件的封装之类的参数，只需要在立创商城找到的元件，就可以直接放在画布中使用，各个参数、符号、3D 模型都是现成的，这也导致我现在使用立创 EDA 的时候还保留有一个习惯，元件选型的时候，只有有模型可以直接放置在画布的元件才会去选用，这样可以完全不用操心元件封装，还可以直接在 …
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超简单 DIY – AirCube 空气检测站
作者: Xu Jiwei
日期: 12月 17, 2022
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源由
一直以来对家里的环境状态比较在意，在很多年以前，就使用万用板 + ESP8266 + 传感器组装了很多台空气检测节点放在家里，用于监控 PM 2.5 浓度、二氧化碳浓度、温度、湿度等环境状态。
配合 ESPEasy 固件 + Domoticz，可以很方便的采集环境状态的数值，从而配置 Domoticz 的脚本来完成一些自动化动作，例如打开新风、打开空气净化器等。
进一步，也可以通过 Domoticz 将采集到的数据保存到 InfluxDB 中，使用 Grafana 图形化的展示这些环境状态的变化趋势。
在知道嘉立创的 PCB 免费打样活动之后，就产生了将这些空气检测节点进行升级的想法。
目标
这次升级，主要是为了改进以前使用洞泂板，ESP8266 等老旧部件碰到的一些问题，主要有以下几点：
- 更美观，原先使用万用板 + 亚克力面板太多飞线，不是很好看，整体空间利用也不充分，并且现在也有 3D 打印机，可以做一个更好看的外壳。
- 更标准，原先每个节点的传感器选型都不太一致，从而导致每块万用板的飞线都不一致，组装存在出错可能，这次通过使用统一的 PCB，将所有传感器模块位置固定，每个节点的传感器都保持一致。
- 更强大，原先使用的 ESP8266 模组，GPIO 数量较少，在传感器数量多的情况下，GPIO 就不够用了，这次更换为更先进的 ESP32，拥有更多 GPIO，性能也更为强大。并且因为 GPIO 数量更多，还可以额外增加一个屏幕，这样即使不借助 Domoticz 的情况下，也可以独立使用，查看当前环境数据。
- 更灵活，原先使用的 ESPEasy 固件，所有的传感器是通过在它的网页配置界面来完成的，并且它的配置保存格式为自定义的二进制格式，很难阅读以及提前配置，这次更换为更灵活的
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记一次硬件 Debug：ESP32 连接 Wi-Fi 报 Auth Expired 错误
作者: Xu Jiwei
日期: 10月 27, 2022
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起因
前段时间准备把家里的空气质量检测节点更新一下，从原来的万用板升级为 PCB，并且将主控 MCU 从 ESP8266 升级为 ESP32，这样可以单个节点支持更多传感器，同时把固件从 ESPEasy 换成 ESPHome。
经过
在完成 PCB 打样测试后，就上淘宝采购了一批 ESP32 开发板，其中一批是 USB Type-C 接口的 NodeMCU-32S，最开始测试的时候只买了一块，使用下来并没有什么问题，但是在一次接错 VCC 和 GND 导致温度模式损坏之后，再次使用这块 ESP32 开发板时，发现它无法连接到之前已经配置好的 Wi-Fi 上。
这时还以为是由于之前温度模块损坏关联导致的，因此重新购买了几块同样型号的 ESP32 开发板，但是在完成固件烧录，完成固件配置之后，第二次运行时，同样发现了无法连接 Wi-Fi 的错误，日志中显示连接失败的原因为 Auth Expired：
[23:50:02][I][wifi:248]: WiFi Connecting to 'HOUSE_IOT'...
[23:50:03][W][wifi_esp32:495]: Event: Disconnected ssid='HOUSE_IOT' bssid=xx:xx:xx:xx:xx:xx reason='Auth Expired'
[23:50:03][W][wifi:536]: Error 阅读全文 »
使用 ESPHome + INA219 模块构建一个简易功率计
作者: Xu Jiwei
日期: 10月 18, 2022
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最近在使用 ESP32 做一些小东西，其中一个设备是使用电池供电，因此对使用电池时的续航比较关心，但是手头并没有合适的电子负载仪，在翻模块库存的时候，刚好发现有一个 INA219 模块，就直接拿它现做一个功率计了。
再配上一个 12864 OLED 屏幕，这样就可以实时去观测单片机设备的实时功率以及功耗了：
ESPHome
ESPHome 是一个配置化生成 ESP32/ESP8266 智能家居固件的系统，一般都会用它来作为智能家居节点中的系统来使用，配合很便宜的 ESP32/ESP8266 模块，使用起来很是方便。
在查阅它所支持的模块时，发现 INA219 也在其中，并且 ESPHome 本身对 12864 OLED 也有良好的支持，因此最终就直接选择了 ESPHome 来作为功率计的基础系统，这样可以省去编写很多基础代码，例如任务设计、屏幕绘制、I2C 总线读写等，只需要关注功率计核心的功能即可。
最近也使用 ESPHome 比较好，发现它还是有很多优点的，基本可以作为一个 Arduino 项目的基础应用框架来使用：
- 配置化生成代码，无需管理复杂的库依赖
- 丰富的模组库支持，对于开发单片机应用来说，常见的输入输出模块都内置支持
- 完整的运行框架，开发者只需要关注业务本身，其他相关内容都内置了，例如 MQTT、OTA 等功能
- 灵活的 Lambda 支持，它的 Lambda 就是 C++ 的 Lambda，因此对于有能力的开发者来说，可以直接写代码
总的来说，对于一般 DIY 项目来说，ESPHome 足够强大、足够灵活来处理大部分需求了。
INA219
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