バッテリーのコンディションを監視する

バッテリー駆動の機器では、バッテリーパックのコンディションを監視することがとても重要です。　以前から、バッテリーの電圧検出回路は搭載する予定でしたが、Raspberry PiにはADコンバータがありませんので、適当なデバイスを探していました。　今回は、I2Cインターフェースで簡単に接続でき、電流、電力も取得できるストロベリー・リナックス社のINA226 I2Cディジタル電流・電圧・電力計モジュールを使用してみました。

このモジュールには、電流測定用のシャント抵抗も含まれているので、初期設定として、その補正値を設定するだけで、測定を開始できます。　また、必要に応じて、複数回の平均値で計測したり、異常値の検出、測定サイクル速度の変更などができます。　テキサス・インスツルメンツ社のデータシート（英語！）

接続はこんな感じでハイサイド接続。

コマンドラインから

i2cset -y 1 0x42 0x05 0x0a00 w // Calibrationレジスタに a00hを書き込み

i2cget -y 1 0x42 0x02 w // 電圧レジスタの読み込み

i2cget -y 1 0x42 0x04 w // 電流レジスタの読み込み

i2cget -y 1 0x42 0x03 w // 電力レジスタの読み込み

という感じで、値を確認できます。　簡単ですね。　（今回、I2Cアドレスを42hにしています）

電流値はそのままの数値でmA表示ですが、電圧は1.25倍、電力は2.5倍にする必要があります。　また、表示される数値はリトルエンディアンなので、右側1バイトが上位、左側1バイトが下位となります。（ここちょっとハマりました）

PHPでサンプルプログラムを作成しましたが、リトルエンディアンの変換がスマートではありません。　unpack()で、サックとできそうなのですが、文字列操作でこねまわしちゃいました。（！）

<?php
//ina226 testプログラム

// Calibrationレジスタに a00hを書き込み
exec("i2cset -y 1 0x42 0x05 0x000a w");

while (1){
	$vol = exec("i2cget -y 1 0x42 0x02 w");	// 電圧レジスタの読み込み
	$anp = exec("i2cget -y 1 0x42 0x04 w");	// 電流レジスタの読み込み
	$pow = exec("i2cget -y 1 0x42 0x03 w");	// 電力レジスタの読み込み

	$vol = hexdec(substr($vol,-2).substr($vol,2,2)) * 1.25 / 1000;
	$anp = hexdec(substr($anp,-2).substr($anp,2,2));
	$pow = hexdec(substr($pow,-2).substr($pow,2,2)) * 0.025;

	printf("電圧 %.2f V  電流 %.1f mA  電力 %.2f W\n", $vol,$anp,$pow);

	sleep(1);
}
?>

これで、バッテリーパックの状態が把握できるようになりました。

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