Hackaday Prize 2023: Pi Pico는 볼트, 암페어, 와트를 측정합니다.

전압을 측정하는 것은 매우 쉽습니다. 멀티미터의 프로브를 해당 핀에 놓고 값을 읽으면 됩니다. 전류 프로빙은 회로를 열고 프로브를 직렬로 배치해야 하기 때문에 조금 더 까다롭습니다. 회로의 전력 소비를 확인하는 것은 전압과 전류를 모두 측정하고 매 순간 이를 곱해야 하기 때문에 가장 어렵습니다. 두 개의 멀티미터를 연결하고 여러 가지 동기화된 측정을 실행하는 데 지친 [Per-Simon Saal]은 자동 디지털 전력계를 직접 만들었습니다.

이 장비의 핵심은 전압과 전류를 동시에 측정하고 디지털화할 수 있는 INA219 칩입니다. 이는 [Per-Simon]이 RP2040-Zero라고 하는 Raspberry Pi Pico의 소형 버전에 연결한 I2C 버스를 통해 결과를 출력합니다. 테스트 중인 장치에 시스템을 연결하기 위한 나사 터미널 블록이 제공되며, 0.96인치 OLED 디스플레이에는 측정된 전압, 전류 및 전력이 표시됩니다.

측정할 수 있는 최대 전압은 26V이며, 전류 범위는 보드에 장착된 션트 저항기에 의해 결정됩니다. 기본 션트는 0.1Ω이므로 최대 전류 범위는 3.2A이지만, 간단히 다른 저항기를 장착하고 소프트웨어 구성을 변경하면 원하는 범위를 거의 모두 얻을 수 있습니다. 순간 값을 표시하는 것 외에도 파워 미터는 측정값 로그를 유지할 수도 있습니다. 이는 예상보다 더 많은 에너지를 사용하는 회로를 디버깅하거나 배터리 용량과 같은 항목을 측정하는 데 매우 유용합니다.

전력을 측정하는 방법에는 여러 가지가 있지만 결국 모든 방법은 전류와 전압을 곱하는 것으로 귀결됩니다. 옛날에는 곱셈이 자기적으로 이루어졌으나 [퍼시몬]과 같은 현대의 미터는 당연히 디지털 방식을 사용합니다. 일부는 USB 포트에 직접 연결할 수도 있습니다. 주전원을 측정하려면 안전상의 이유로 변압기가 필수 구성 요소입니다.