2026 Make Blocks #3阶段1 - 电流/功率监测模块

任务介绍：

设计一款电流和功率监测模块，能实时测量直流回路的电压、电流，并输出功率值，可用于电源效率分析、电池电量监测等场景。

基本要求：

1. 使用高侧电流监测专用IC（推荐INA219、INA226 等）
2. 支持0~26V总线电压（测量输入端），电流量程由分流电阻决定
3. 数字接口输出（I2C优先）
4. 板载分流电阻（推荐0.1Ω/1W或更低，1%精度）
5. 提供输入和输出接线端子

请注意：设计所用的主要器件需在DigiKey官网上有货且正常售卖

设计方案介绍

本模块是一款基于INA219 高精度电流/电压检测芯片设计的检测模块，主要用于对直流电路中的电流、电压以及功率进行实时采集。模块支持通过Type-C接口或接线端子作为被测电源的输入与输出通道，方便接入不同实验或项目场景。同时，模块通过IIC通信接口排针与单片机、开发板或上位机控制器连接，实现数据读取和系统监测。

之所以选择INA219芯片，是因为它内部集成了电流检测放大器和ADC转换电路，能够通过采样电阻两端的微小压差计算电流，同时还能检测总线电压。相比传统电流检测电路，该方案外围电路简单、精度较高、数字化程度高，适合用于电源监测、电池管理、嵌入式设备功耗检测、智能配电监控等场景。

模块介绍

所使用要的主要芯片是：INA219。得捷购买链接：INA219BIDCNR Texas Instruments | 电流调节/管理 - DigiKey

下面是整个模块的框图

模块主要功能

1. 电流检测
   通过板载采样电阻检测负载电流，并由INA219完成电流数据转换。
2. 电压检测
   可检测输入与输出通道上的总线电压，用于判断供电状态。
3. 功率计算
   通过电压和电流数据，可进一步计算负载功率。
4. IIC数字通信
   模块通过SCL、SDA排针与MCU通信，便于STM32、Arduino、ESP32、Linux开发板等读取数据。
5. 多种接线方式
   支持Type-C接口和接线端子输入输出，既适合实验快速连接，也适合项目固定布线。
6. 电源指示功能
   板载电源指示灯，用于显示模块供电是否正常。

原理图和PCB设计介绍

下面这是基于 INA219 芯片的设计 USB 电压/电流功率检测模块的原理图、PCB，还有一个3D线路板元器件展示。

对于电流采样，使用了100吗Ω的2512大封装电阻，可以满足采集大电流的时候不会被烧毁。在PCB采集的部分，使用开尔文连接方式，通过分离电流施加和电压测量路径，消除了导线和接触电阻的影响，实现低阻值的高精度测量。

模块主要性能指标和管脚定义

主要性能指标

管脚定义

板上设置及标识

心得体会

这一期高手如云啊，开始当天的白天都撑不过去，第二阶段就结束了哈哈哈哈~