​​​​​​​โมดูลวัดพลังงาน INA219 INA226 I2C DC Meter Volt Current Watt Power Sensor Arduino

1. ชื่อสินค้า (Product) : โมดูลวัดพลังงาน INA219 / INA226 I2C DC Meter วัดกระแส แรงดัน และกำลังไฟฟ้า

2. แนะนำ (Introduction) :
โมดูลวัดพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง (DC Power Monitor) ที่มีความแม่นยำสูงจาก Texas Instruments ในซีรีส์ INA219 และ INA226 ซึ่งเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับโปรเจกต์อิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการตรวจสอบการใช้พลังงานอย่างละเอียด โมดูลทั้งสองรุ่นสามารถวัดค่าพื้นฐานทางไฟฟ้าได้ครบถ้วนในตัวเดียว ทั้ง แรงดันไฟฟ้า (Voltage), กระแสไฟฟ้า (Current), และคำนวณ กำลังไฟฟ้า (Power) ได้แบบเรียลไทม์ โดยสื่อสารกับไมโครคอนโทรลเลอร์ (เช่น Arduino, ESP32, Raspberry Pi) ผ่านโปรโตคอล I2C ที่ใช้สายสัญญาณเพียง 2 เส้น
จุดเด่นที่สำคัญคือการวัดกระแสแบบ High-Side ซึ่งเป็นการติดตั้งตัวต้านทาน Shunt ที่ฝั่งไฟบวกของโหลด ทำให้ไม่รบกวนการเชื่อมต่อกราวด์ (GND) ของวงจรหลัก ซึ่งเป็นวิธีที่ปลอดภัยและมีเสถียรภาพสูง โดย INA219 เป็นรุ่นมาตรฐานที่ได้รับความนิยมอย่างสูง ใช้งานง่ายและให้ความแม่นยำที่เพียงพอสำหรับงานส่วนใหญ่ ส่วน INA226 เป็นรุ่นที่พัฒนาต่อยอดขึ้นมาให้มีความละเอียดในการวัดสูงกว่า, รองรับแรงดันได้สูงกว่า และเพิ่มฟังก์ชัน Alert สำหรับการแจ้งเตือน ทำให้เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความเที่ยงตรงและความสามารถในระดับมืออาชีพ

3. คุณสมบัติ (Features) :
- วัดค่าได้ครบถ้วน: สามารถวัดแรงดัน (Voltage), กระแส (Current), และกำลังไฟฟ้า (Power) ได้ในโมดูลเดียว
- การวัดกระแสแบบ High-Side: ไม่รบกวนศักย์กราวด์ของวงจร ทำให้การวัดมีความแม่นยำและปลอดภัยต่อระบบ
- การเชื่อมต่อแบบ I2C: ประหยัดสายสัญญาณและง่ายต่อการเชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์
- ความแม่นยำสูง: มี ADC ในตัว โดย INA226 มีความละเอียดสูงถึง 16-bit ส่วน INA219 มีความละเอียด 12-bit
- รองรับแรงดันบัสสูง: สามารถวัดแรงดันในระบบได้สูงสุดถึง +36V (สำหรับ INA226) และ +26V (สำหรับ INA219)
- มีฟังก์ชัน Alert (เฉพาะ INA226): สามารถตั้งโปรแกรมให้ขา ALE ส่งสัญญาณ Interrupt เมื่อค่าที่วัดได้ถึงเงื่อนไขที่กำหนด (เช่น กระแสเกิน, กำลังไฟเกิน)
- ตั้งค่า Averaging Mode (เฉพาะ INA226): สามารถกำหนดจำนวน Sample ที่จะนำมาหาค่าเฉลี่ยได้ ช่วยลด Noise ในการวัด
- ตั้งค่า I2C Address ได้: สามารถต่อพ่วงโมดูลหลายตัวบนบัสเดียวกันได้ โดย INA226 เลือกได้ถึง 16 Address

4. ข้อมูลสินค้า (Spec data) :
- การเชื่อมต่อ: I2C
- ค่าที่วัดได้: แรงดัน, กระแส, กำลังไฟฟ้า
- แรงดันไฟฟ้าใช้งาน (VCC): 3.0V - 5.5V
- การวัดกระแส: High-Side Sensing
- ตัวต้านทาน Shunt: 0.1Ω (R100) ติดตั้งมาบนบอร์ด

5. ข้อมูลทางเทคนิค (Specification) :
- INA219:
ADC Resolution: 12-bit
Bus Voltage Range: 0V ถึง +26V
Current Range: สูงสุด ±3.2A (กับ Shunt 0.1Ω)
I2C Address: เลือกได้ 4 Address (0x40, 0x41, 0x44, 0x45)
- INA226:
ADC Resolution: 16-bit
Bus Voltage Range: 0V ถึง +36V
Current Range: สูงสุด ±819.2mV Shunt Voltage Drop
I2C Address: เลือกได้ 16 Address (0x40 - 0x4F)
คุณสมบัติพิเศษ: มีขา Alert และตั้งค่า Averaging ได้

6. เปรียบเทียบ (Comparison) :
การเลือกระหว่าง INA219 และ INA226 ขึ้นอยู่กับความต้องการด้านความแม่นยำและฟังก์ชันการใช้งานของโปรเจกต์ INA219 ถือเป็นตัวเลือกมาตรฐานที่ยอดเยี่ยม คุ้มค่า และใช้งานง่าย มีไลบรารีและเอกสารประกอบมากมาย เหมาะสำหรับงานทั่วไป เช่น การทำมิเตอร์วัดไฟอย่างง่าย, ตรวจสอบการใช้พลังงานของโปรเจกต์ DIY หรือการวัดแบตเตอรี่เบื้องต้น ส่วน INA226 เป็นตัวเลือกสำหรับงานที่ต้องการ ความแม่นยำและความละเอียดสูงกว่าอย่างเห็นได้ชัด ด้วย ADC 16-bit ทำให้สามารถวัดค่ากระแสและแรงดันที่มีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยได้ดีกว่า นอกจากนี้ ยังรองรับแรงดันไฟฟ้าของระบบที่สูงถึง 36V และมี ฟังก์ชัน Alert ที่เป็นประโยชน์อย่างมากในการสร้างระบบป้องกันความเสียหาย (เช่น ตัดวงจรเมื่อกระแสเกิน) โดยไม่ต้องให้ไมโครคอนโทรลเลอร์คอยตรวจสอบค่าตลอดเวลา จึงเหมาะสำหรับงานที่จริงจังมากขึ้น เช่น ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS), เครื่องชาร์จอัจฉริยะ, หรืออุปกรณ์วัดในห้องปฏิบัติการ


7. ตัวอย่างการใช้งาน (Applications):
- ระบบจัดการและตรวจสอบสถานะแบตเตอรี่ (Battery Management System - BMS)
- เครื่องวัดกำลังการผลิตไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์ (Solar Power Monitor)
- การสร้างพาวเวอร์ซัพพลายแบบตั้งค่าได้ (Bench Power Supply)
- ระบบบันทึกข้อมูลการใช้พลังงาน (Power Data Logger) ของอุปกรณ์ IoT
- การตรวจสอบและป้องกันกระแสเกินในวงจรอิเล็กทรอนิกส์
- มิเตอร์วัดค่าไฟฟ้ากระแสตรงสำหรับรถยนต์หรือเรือ

8. ตัวอย่างโปรแกรม github :
- INA219: https://github.com/adafruit/Adafruit_INA219
- INA226: https://github.com/jarzebski/Arduino-INA226

9. เอกสารอ้างอิง (Documents) :
- Datasheet INA219: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina219.pdf
- Datasheet INA226: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina226.pdf

10. แพ็คเกจประกอบไปด้วย (Shipping List) :
- 1 x โมดูลวัดพลังงาน (ตามรุ่นที่เลือก INA219 หรือ INA226)
- 1 x Pin Header

❤️ ลูกค้าท่านใดที่ต้องการคำปรึกษา ตัวอย่างโค้ด Arduino หรือ ปัญ