ESP-PowerMonitor (ESP-WROOM-02/WiFi搭載 IoT電圧/電流/電力測定基板)

Arduino IDEで動作を自由にプログラミング可能なIoT電力測定基板です。WiFi内蔵マイコンであるESP-WROOM-02を採用しました。流、電力センサーとディスプレイ搭載。Raspberry Piなどの消費電力の記録、スマホなどの充電電流のモニタリング、サーバーへのデータ転送、といった使い方が可能です。

主な特徴

INA219電圧、電流測定IC搭載

INA219電圧、電流測定IC を搭載しています。高精度な電圧、電流値の測定が可能です。 msecオーダーの解像度で測定できるため、一時的な電圧、電流のピークなどの監視も可能です。 最大26V, 3.2Aの測定が可能です。(電圧は直流のみです。1Aあたり0.1Vの電圧降下が生じます。)

USB端子、DCジャック搭載

USB端子、およびDCジャックを備えるので、ケーブルの加工などをせずに多くの機器を接続できます。 またピンヘッダもあるので、上記以外のインターフェースも接続できます。 (USB端子を搭載するのはUSBタイプ、DCジャックを搭載するのはDCJackタイプになります。)

WiFiマイコンモジュール ESP-WROOM-02搭載

ESP-WROOM-02マイコンモジュールで制御するので、プログラムに応じた複雑な測定やロギングが可能です。 WiFiを内蔵しているので、別途WiFi用のモジュールを用意することなく、マイコンとインターネットを接続できます。 また、ESP-WROOM-02は世界的に人気の高いArduinoIDEで開発することができます。 既に様々なライブラリが用意されているので、簡単にHTTPアクセスやWebサーバーを実装できます。

LCDとスイッチ搭載

LCDモジュールAQM0802A-RN-GBW とユーザー入力スイッチを3個搭載しています。LCDに測定値を表示したり、スイッチで直接本基板を操作することができます。 もちろん、WiFi経由での操作やモニタリングも可能です。

microSDカードスロット付き

microSDカードスロットがついているので、大容量のデータを保存できます。 長期間の測定データをログとして残したり、インターネットから取得したデータを 保存しておくことができます。

Revisionの違いについて

Rev1.2でmicroSDスロットの型番を変更しました。 いずれのRevも回路に変更はなく、ソフトウェアも完全互換で動作します。

購入

まとまった数量をご希望の方は、お問い合わせフォームよりご相談ください。

1)完成品 USBタイプ

既に部品一式を基板に実装した完成品になります。 USBで動作する機器の測定に適したUSB microBコネクタ、とUSB TypeAコネクタを搭載しています。ケース、電源アダプタ、プログラム書き込み用USBシリアル変換モジュールは付属しません。

2) 完成品 DCジャックタイプ

既に部品一式を基板に実装した完成品になります。 様々な機器で使われている2.1mm DCジャックを搭載しています。ケース、電源アダプタ、プログラム書き込み用USBシリアル変換モジュールは付属しません。

測定応用例のプログラムを書き込んで出荷致しますので、すぐに測定が可能です。 (WiFiに接続する場合はご自身でプログラムを書き込んでいただく必要があります)

利用例

応用アプリケーション例

  • Raspberry Piやその他電子機器のピーク電圧、電流調査
  • ネットワーク経由での電子機器の消費電力モニター
  • スイッチやブラウザから本基板を制御して、電流の測定やmicroSDへの記録を行う 応用例を紹介しています。

これらの応用例を実現するプログラム、機器は付属しません。 ご自身で準備していただく必要があります。

ブロックダイアグラム

使い方

開発環境、プログラム書き込み方法については以下をご参照下さい。

電源

本基板用の電源はCON1より入力します。1A以上、5Vから7VのDC電源をお使いください。(電源は付属しません) 推奨入力電圧範囲は4.6V-7.5Vです。DCジャックCON1はセンタープラスの2.1mmです。 推奨ACアダプタはこちら。 ESP-WROOM-02, microSDなどに必要な3.3VはU2のレギュレータにより生成します。

測定対象機器と電源の接続

測定対象機器の電源はVin+端子に接続します。P3もしくはP2のVin+ピンがご利用になれます。いずれか1つのみ接続して下さい。複数を接続すると電源が短絡されて危険です。 測定対象機器はVin-端子に接続します。P4もしくはP2のVin-ピンがご使用になれます。 Vin-側は複数の機器を接続することも可能です。消費電流はすべての機器の合計になります。 P2を使う場合は、GND側をP2のGNDピンに接続して下さい。

スイッチ

SW2, SW3, SW4はユーザー入力としてご利用になれます。SW2は離した状態でHIGH、押した状態でLOWが入力されます。 SW3, SW4は逆に、離した状態でLOW、押した状態でHIGHが入力されます。SW4は基板上にプルダウン抵抗がないのでESP-WROOM-02で内部プルダウンの 設定にしてください。

INA219

INA219のA0, A1ピンはGNDに接続されています。I2Cアドレスは0x40となります。INA219に接続されている電流測定用抵抗は100ミリオーム、誤差1%です。INA219で抵抗の電圧を計測し、電流値を求めています。 1Aあたり0.1Vの電圧降下が発生します。

サンプルプログラム

プログラム環境ESP8266core内容
ina219Arduino2.5.2 / 2.5.0INA219で電圧、電流を測定するArduino IDEスケッチです。
lcdArduino2.5.2 / 2.5.0LCDディスプレイAQM0802A-RN-GBWに文字列を表示するArduino IDEスケッチです。
PowerMonitorArduino2.5.2 / 2.5.0スイッチやブラウザから本基板を制御して、電流の測定やmicroSDへの記録を行う応用例です。

回路図、関連資料

注意事項

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