JLCPCBとは

jlcpcb.com (↑こちらは日本語版のログインページで、お得なクーポンも配布されています。)

JLCPCBとは、プリント基板製造などで有名な香港の企業です。

日本からでもWebページでポチポチするだけでKiCADなどで作成した基板データの製造を依頼できます。

値段もかなりお手頃で、ホビー電子工作ユーザーの間では広く利用されています。

この記事の作例もJLCPCBに基板を発注して実現しました。

どういうもの？

以前JLCPCBに発注して作った「Arduino Nanoを単4電池で動かすボード」を活用して、便利な電流計を作ってみました。

inajob.hatenablog.jp

自分が持っているテスターにも電流を測定する機能はあるのですが、その瞬間に流れている電流を数値として表示するだけのシンプルなものでした。

今回作成したのは、グラフィカルな画面を持つ電流計で、ここしばらくの電流の変動を時系列のグラフで表示するというものです。

「Arduino Nanoを単4電池で動かすボード」は名前の通り乾電池1本で動かすことが出来るので、USBケーブルの接続などなしで、普通のテスターと同じような使い勝手で利用できる便利な電流計を実現しています。

グラフ付き電流系の動作デモはこんな感じ
時系列で変化を見られるのは便利です！ pic.twitter.com/OujAqV4xdW
— ina_ani@4歳児のパパ (@ina_ani) 2024年4月22日

パーツ紹介

「Arduino Nanoを単4電池で動かすボード」を本体として、それにINA219という電流計のICを搭載したモジュールを搭載しました。

Rasbee INA219 I2Cインターフェイス双方向DC電流電圧ストルーム/電源監視センサーブレークアウトモジュール MCU-219

Rasbee

Amazon

制御はI2Cとなっており、Arduinoから簡単に利用できるライブラリも公開されているのでソフトウェアの開発も簡単でした。

ソースコード

すごく素朴に電流の時系列グラフを表示するプログラムです。これを基に様々な機能を持った電流計を作ることが出来そうです。

#include <Arduino.h>
#include <U8g2lib.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_INA219.h>
Adafruit_INA219 ina219;

U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE);
int index = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  u8g2.begin();
  if (! ina219.begin()) {
    Serial.println("Failed to find INA219 chip");
    while (1) { delay(10); }
  }
  u8g2.clearBuffer();
}

void loop() {
  float shuntvoltage = 0;
  float busvoltage = 0;
  float current_mA = 0;
  float loadvoltage = 0;
  float power_mW = 0;

  shuntvoltage = ina219.getShuntVoltage_mV();
  busvoltage = ina219.getBusVoltage_V();
  current_mA = ina219.getCurrent_mA();
  power_mW = ina219.getPower_mW();
  loadvoltage = busvoltage + (shuntvoltage / 1000);

  index = (index + 1)%128;
  char bbuf[8];
  dtostrf(current_mA, 5,2, bbuf);
  char currentbuf[16];
  sprintf(currentbuf, "%smA", bbuf);

  dtostrf(loadvoltage, 5,2, bbuf);
  char loadbuf[16];
  sprintf(loadbuf, "%sV", bbuf);
  
  u8g2.setFont(u8g2_font_ncenB08_tr);   // choose a suitable font

  u8g2.setDrawColor(0);
  u8g2.drawBox(0,0,128,10);
  u8g2.drawBox(index,0,1,64);
  u8g2.setDrawColor(1);
  u8g2.drawBox((index + 128 + 1)%128,10,1,63-10);
  u8g2.drawPixel(index, 63 - (int)(current_mA * 64/10)); // max 10mA
  Serial.println(63 - (int)(current_mA * 64/10));
  u8g2.drawStr(0,10,currentbuf);
  u8g2.drawStr(64,10,loadbuf);
  u8g2.sendBuffer();
  delay(10);
}

OLEDの制御には同じみu8g2を利用しました github.com INA219モジュールの制御には以下のライブラリを利用しました github.com