[ラズパイ] 電圧・電流をラズパイで計測する(INA226・INA260)[コーディング編]

前回は、センサーとラズパイの接続まで紹介した。

[ラズパイ] 電圧・電流をラズパイで計測する(INA226・INA260)[接続編]

https://androiphone.uvs.jp/?p=2237

電流・電圧計のモニターをするきっかけとなった下の記事の続きになる。やっと、整ってきたので、とりあえずの目標である電流・電圧をラズパイで確認できるようにする。参考のサイトは以下の2サイトこの商品で、電圧・電流を常時監視することはできる。記録もするとなると、電流・電圧センサーとラズパイで記録ればいいかなという発想。センサーはを使ってみた。INA226の商品も買ったんだけど、色々あって、INA260を使ってみた(壊したわけじゃないよ)。一応、高精度みたいだし・・・w電源(ソーラーパネル)と負荷(モバイルバッテリー)の...

ここからはやっと、コードを使って電圧・電流を読み取っていこうとおもう。

Risaiku リサイク

Raspberry PiのI2Cを使って電圧を測定する(2019年3月版)

https://risaiku.net/archives/5428/

皆さん、何台のRaspberry Piを持っていますか？弊社にはいつの間にか6台のラズパイが存在します。今回、Raspberry Piで電圧を知る必要があったので、やってみました。...

usepocket.com

2016年の物欲その11「INA226 I2Cデジタル電流・電圧・電力計モジュール」を使ってR...

http://usepocket.com/c/UP552.html

この辺が参考になるかなぁと思って、まずは上のサイトの通りに接続して電圧表示までしてみた。Muを起動して、Python3で

import smbus
 
i2c = smbus.SMBus(1)
word = i2c.read_word_data(0x41, 0x02) & 0xFFFF
result = ( (word << 8) & 0xFF00 ) + (word >> 8)
volt = result * 1.25 / 1000
print volt

import smbus

i2c = smbus.SMBus(1)

word = i2c.read_word_data(0x41, 0x02) & 0xFFFF

result = ( (word << 8) & 0xFF00 ) + (word >> 8)

volt = result * 1.25 / 1000

print volt

たぶん、Python2で書かれたコードなのでprintをカッコでくくって変更しただけで動作した。正しい電圧をかえしている様子。しかし、電流値がわからない。計算が必要かぁ。もう、ビット演算とか覚えてないし、何をしているのかよくわからない。リファレンスを読んでみると

strawberry-linux.com

http://strawberry-linux.com/pub/ina226.pdf

このあたりがヒントになりそうだけど、この後の説明がよくわかんない。というか、まじめに読んでたんだけど、だんだん「これ読むならライブラリ探したほうがはやくね？」と手抜き悪魔のささやきが・・・w

circuitpython.readthedocs.io

Introduction — Adafruit INA260 Library 1.0 documentation

https://circuitpython.readthedocs.io/projects/ina260/en/latest/

Adafruit Learning System

Adafruit INA260 Current + Voltage + Power Sensor Breakout

https://learn.adafruit.com/adafruit-ina260-current-voltage-power-sensor-breakout/python-circuitpython

This breakout board may well be the last current sensing solution you every need to buy. Not only can it do the work of two multimeters, but it can do it with amazing precision and flexibility. With it you can measure the DC current and high or low side voltage, in addition to having it automatically calculate the power and do so over impressive voltage, current, and temperature ranges with better than 1% accuracy, all while delivering the data in an easy to use format over I2C.

やっぱりというか・・・次の瞬間、リファレンスを読むのをやめて、上の2サイトを読んでました。上の方のサイトを読むと、adafruit-circuitpython-ina260のパッケージをPython3にインストールして以下のテストコードを動かすと書いてある。おそらくPython3のみの対応となっているみたいだが、そっちのほうが好都合～。

言われた通り、PyPIによるインストールを指示通りに進める(理解してないw)

sudo pip3 install adafruit-circuitpython-ina260

1	sudo pip3 install adafruit-circuitpython-ina260

↑コマンドを叩いて(叩いてすらないコピペw)インストールできた。とくにエラーもなく進み下のコードをPythonエディッタに入れて実行してみる

import time
import board
import adafruit_ina260

i2c = board.I2C()
ina260 = adafruit_ina260.INA260(i2c) while True:
    print("Current: %.2f Voltage: %.2f Power:%.2f"
        %(ina260.current, ina260.voltage, ina260.power))
    time.sleep(1)

import time

import board

import adafruit_ina260

i2c = board.I2C()

ina260 = adafruit_ina260.INA260(i2c) while True:

print("Current: %.2f Voltage: %.2f Power:%.2f"

%(ina260.current, ina260.voltage, ina260.power))

time.sleep(1)

電流、電圧、電力が表示された。手抜きで申し訳ないけどライブラリってほんと便利(感謝)。これに手を加えて、csvに記録できるように書いたコードがこれ。CSVの処理とか文字列フォーマット処理は調べた。他言語でも似たような処理なのでささっと書いた。

# -*- coding: utf-8 -*-
import csv
from datetime import datetime
import signal
import time
import board
import adafruit_ina260

REC_START_HOUR = 8
REC_END_HOUR = 18


def task(arg1, arg2):

    # 電流・電圧・電力の取得
    cur = ina260.current
    vol = ina260.voltage
    po  = ina260.power
    
    # 日時の取得
    _now = datetime.now()
    today = _now.strftime("%Y-%m-%d")
    nowtime = _now.strftime("%H:%M:%S")
    file_end = _now.strftime("%Y%m%d")
    
    print ('日付 %s 時刻 %s 電流 %.2f mA 電圧 %.2f V 電力 %.2f mW' % (today,nowtime,cur,vol,po))
    
    if REC_START_HOUR&amp;lt;= _now.hour &amp;lt; REC_END_HOUR:
        with open('/home/pi/Desktop/power/power_%s.csv' % (file_end),'a') as f:
            writer = csv.writer(f)
            writer.writerow([today,nowtime,cur,vol,po])
    else:
        print('記録時間外')

i2c = board.I2C()
ina260 = adafruit_ina260.INA260(i2c)

signal.signal(signal.SIGALRM, task)
signal.setitimer(signal.ITIMER_REAL, 0.1, 1) # コマンドラインでCtrl+Cで止められるように

while True:
    time.sleep(1)

# -*- coding: utf-8 -*-

import csv

from datetime import datetime

import signal

import time

import board

import adafruit_ina260

REC_START_HOUR = 8

REC_END_HOUR = 18

def task(arg1, arg2):

# 電流・電圧・電力の取得

cur = ina260.current

vol = ina260.voltage

po = ina260.power

# 日時の取得

_now = datetime.now()

today = _now.strftime("%Y-%m-%d")

nowtime = _now.strftime("%H:%M:%S")

file_end = _now.strftime("%Y%m%d")

print ('日付 %s 時刻 %s 電流 %.2f mA 電圧 %.2f V 電力 %.2f mW' % (today,nowtime,cur,vol,po))

if REC_START_HOUR&lt;= _now.hour &lt; REC_END_HOUR:

with open('/home/pi/Desktop/power/power_%s.csv' % (file_end),'a') as f:

writer = csv.writer(f)

writer.writerow([today,nowtime,cur,vol,po])

else:

print('記録時間外')

i2c = board.I2C()

ina260 = adafruit_ina260.INA260(i2c)

signal.signal(signal.SIGALRM, task)

signal.setitimer(signal.ITIMER_REAL, 0.1, 1) # コマンドラインでCtrl+Cで止められるように

while True:

time.sleep(1)

雑なコードで申し訳ない。日毎にCSVファイルを作り、8時～18時までの計測値を一秒ごとに記録するスクリプト。お弁当箱に入れて、ずっとZeroで動かしているけど特に問題なく動いてる様子。

で、取得したデータをエクセルで処理した結果がこれ。一日中晴天時の計測結果で良好に取れている様子。モバイルバッテリー側で充電を制御しているし、流れた電流がすべて充電で蓄えられているわけではないけど、目に見えるようになったのは、とても分かりやすい。データをためて色々見ていきたいと思う。

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