Premio Hackaday 2023: Pi Pico misura volt, amp e watt

Misurare una tensione è piuttosto semplice: basta posizionare le sonde del multimetro sui pin corrispondenti e leggere il valore. Misurare le correnti è un po' più complicato, poiché è necessario aprire il circuito e posizionare le sonde in serie. Controllare il consumo energetico di un circuito è la cosa più difficile, poiché è necessario misurare sia la tensione che la corrente e moltiplicarle in ogni momento. Stufo di dover collegare due multimetri ed eseguire una serie di misurazioni sincronizzate, [Per-Simon Saal] si è costruito un misuratore di potenza digitale automatico.

Il cuore di questo strumento è un chip INA219, in grado di misurare e digitalizzare simultaneamente tensione e corrente. Fornisce i risultati attraverso un bus I2C, che [Per-Simon] ha collegato a una versione miniaturizzata del Raspberry Pi Pico chiamata RP2040-Zero. Viene fornita una morsettiera a vite per collegare il sistema al dispositivo in prova, mentre un display OLED da 0,96 pollici mostra la tensione, la corrente e la potenza misurate.

La tensione massima misurabile è 26 V, mentre il range di corrente è determinato dal resistore shunt montato sulla scheda. Lo shunt predefinito è 0,1 Ω, con un intervallo di corrente massimo di 3,2 A, ma è possibile ottenere praticamente qualsiasi intervallo desiderato semplicemente montando un resistore diverso e modificando la configurazione del software. Oltre a visualizzare i valori istantanei, il misuratore di potenza può anche tenere un registro delle sue misurazioni, molto utile per eseguire il debug di circuiti che utilizzano più energia del previsto o per misurare cose come la capacità di una batteria.

Esistono molti modi per misurare l'energia elettrica, ma tutti si riducono a moltiplicare in qualche modo la corrente e la tensione. In passato la moltiplicazione veniva effettuata magneticamente, ma i misuratori moderni come quelli di [Per-Simon] utilizzano ovviamente sistemi digitali. Alcuni possono anche collegarsi direttamente a una porta USB. Se si desidera misurare la potenza di rete, i trasformatori sono un componente essenziale per motivi di sicurezza.