任务介绍

本次任务的核心目标是开发一款电流和功率监测模块。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

当然了整体的设计方案我们参考了通过接口smokeBUS，我们提供标准2.54mm控制输入接口，大功率接口使用的是螺钉式接线端子。

模块介绍

本次选择的是INA219来完成本次的任务，INA219是一款高精度的电流/电压监测芯片，常用于嵌入式系统和电源管理。它通过内置的放大器和模数转换器（ADC）测量流过电路的电流，同时还能监测电源电压，从而计算功率。使用时，通常把它串联在电源和负载之间，芯片内部会把微小的电压降放大，再通过I²C接口把测量结果传给微控制器，比如Arduino或树莓派。它的优势在于体积小、精度高，而且可以同时测量电压、电流和功率，非常适合对电源状态要求严格的项目，比如电池管理、电机驱动或太阳能系统。INA219还能处理高达26V的电压，最大测量电流可达3.2A，支持软件校准，保证数据稳定可靠，而且芯片自带保护机制，防止过流或短路损坏。对于开发者来说，它无需复杂外接电路，只需几根线就能实现实时监测，比传统电流表方便很多，而且数据可以直接在程序中使用，方便做能耗统计、异常报警或自动控制。总的来说，INA219是一款操作简单、功能全面、适合各种电子项目的智能电流电压监控芯片。

INA219BIDCNRDigiKey链接：https://www.digikey.cn/zh/products/detail/texas-instruments/INA219BIDCNR/2596849

原理图和PCB模块介绍

原理图

基于INA219的mikroBUS接口电流检测模块，完全遵循mikroBUS标准外设接口规范设计，核心依托INA219零漂移双向电流/功率监测芯片，可在0V至26V的总线电压范围内，高精度同步采集电流、电压与功率数据，全温域测量精度最高可达0.5%，支持双向电流检测，能精准识别充放电等不同电流流向。模块将INA219的I2C通信引脚、电源引脚完整映射到mikroBUS标准接口的对应针脚，无需自定义接线即可直接对接所有支持mikroBUS生态的开发板，板载的4.7K限流电阻完成I2C信号阻抗匹配，搭配100nF电源滤波电容有效抑制供电纹波，保障通信与测量稳定性，外置100毫欧精密采样电阻预留扩展端口，可按需调整采样量程适配不同功率的被测电路，配套的电源指示灯可直观反馈模块供电状态，无需复杂硬件调试，借助成熟的开源驱动库即可快速完成数据读取与校准配置，大幅降低嵌入式项目中电源功耗监测的开发门槛。

INA219电流检测专用PCB，整体布局紧凑规整，核心INA219芯片放置在板面中心区域，采样电阻采用开尔文布线设计，将大电流路径与微小电压采样路径完全分离，避免走线电阻压降影响测量精度，板上A0、A1引脚预留I2C地址配置位，可灵活修改设备地址规避多节点通信冲突，VCC SEL引脚支持供电配置切换，配套的LED1电源指示灯搭配限流电阻直观反馈模块供电状态，板边CN1外设接口完整引出所有通信与电源引脚，完全适配mikroBUS标准接口规范，I2C通信走线短且阻抗连续，搭配周边阻容元件完成信号滤波与阻抗匹配，整体大面积铺铜连通GND网络，有效抑制电磁干扰，保障0-26V总线电压、双向电流的高精度稳定采集。

PCB

3D效果图

模块主要性能指标和管脚定义

主要性能指标

管脚定义

心得体会

这次设计的模块是一个电流及功率检测模块，相对来说最难的是通过大电流的部分，这一部分可以通过覆铜的方式进行布线，普通的布线方式一般无法承载那么大的电流，或者由于连线端的形状会不太好连接，其实得捷上有很多电流检测传感器，有很多的特性可以让我们快速筛选，快速锁定目标，分门别类非常清晰，购物体验非常好，希望更多的人加入本次的活动。。