INA219、INA226、INA228 到 INA3221 怎麼選?8 款直流電壓電流監測模組選型指南
想知道一顆電池在放電,還是正在充電?馬達啟動時,控制板的電壓有沒有一起下滑?一個機器人裡有三路供電,哪一路最耗電?這些問題看似都在找「電流感測器」,買的卻不一定是同一塊板。
台灣智能感測科技目前有八款以 INA 系列晶片為核心的現貨模組:同樣叫 INA219,就有不同分流配置的兩個商品;INA3221 則用一顆晶片依序監測三路。先看要監測幾路、電壓會到多高,以及負載會吃多少電流,就能把八款縮到值得細看的幾款。本文聚焦選板,庫存仍以商品頁當下顯示為準。[1][2][8]
趕時間?先用三個問題縮小範圍

先看要監測幾路。 三路低壓直流負載想各自記錄,先看 INA3221 三通道模組;一顆晶片會依序輪流量測三路,不是三路同步取樣。若要比較馬達啟動等短暫瞬變的精確時序,還得評估取樣時間與同步方案。三路共用晶片的接地基準,隔離電源的接法需另查。[8][15]
再看受測直流可能到幾伏。 INA219、INA3221 以晶片 26 V 匯流排量測範圍為界。[9][15]
INA231 是 28 V,INA226 是 36 V;這兩顆晶片給 24 V 系統留的名目空間不同。[10][11]
INA228/237/238 屬 85 V 等級。[12][13][14] 這些是受測直流匯流排的晶片規格,不是模組 VCC、控制器 SDA/SCL 或端子對地任意耐壓。24 V 系統有啟動或切換瞬變時,先查實際峰值與保護設計,不要只因標稱「24 V」就貼著 26 V 上限選。
最後看電流實際會走過哪裡。 INA 晶片讀的是分流電阻上的壓降;模組能量到多少安培,還要看這塊板裝的阻值、電阻功率、端子、銅箔與散熱。照片上的 R100 或 R015 只說明照片裡的配置;若要讓負載長時間經過板子,請再核對到貨批次的連續載流資料。[2][3][6]
八個商品,先看選型差異
下表的「電壓上限」指 INA 晶片可量測的直流匯流排上限;「板上電流」僅列商家/原廠明示的量測範圍,或明確標為「照片線索」。不是任意接線下的連續額定。
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| 商品(SKU) | 路數與晶片電壓上限 | 板上分流/電流資訊 | 適合先看它的理由 |
|---|---|---|---|
| Gravity INA219 數位功率計(VMD-005358) | 1 路;26 V | DFRobot SEN0291:10 mΩ、2 W;原廠標 ±8 A 量測範圍,電流需手動校正 | 電池充放電或較大電流的低壓負載,想用附 Gravity 介面的完整模組;8 A 不等於未經熱驗證的連續許可。[1][16] |
| 一般 INA219 模組(VMD-008975) | 1 路;26 V | 商品文案 0.1 Ω、±3.2 A;照片見 R100。±3.2 A 為量測滿量程的對應值,非板級持續載流保證 | 想看單一路 5/12 V 裝置的電流方向、電壓與功率;勿把上一列的 8 A 搬過來。[2][9] |
| INA231 模組(VMD-013721) | 1 路;28 V | 商品照片見 R100;電阻、端子與整板連續電流額定未明 | 有警示訊號需求、或在設計上要評估晶片的 1.8 V I²C 相容性;這塊板的上拉電壓仍待確認。[5][11] |
| INA226 模組(VMD-013407) | 1 路;36 V | 商品照片見 R100;未證實整板「20 A」或連續電流額定 | 單路 24 V 系統需要比 26 V 晶片更大的匯流排量測範圍,也想讀功率與警示訊號。[3][10] |
| INA3221 三通道(VMD-015454) | 3 路;每路 26 V | 商品照片三路各見 R100;實際批次的分流規格與每路連續電流額定待確認 | 用一顆晶片輪流觀察三路低壓供電;非同步取樣,每路需各自校對分流器。[8][15] |
| INA237 模組(VMD-015918) | 1 路;85 V/16-bit | 賣場標 15 mΩ,照片見 R015;約 10 A/2.75 A 為其標示的兩檔量測說法,持續載流未證 | 高於 36 V 的直流系統,先建立電壓、電流、功率監測;看重基本 85 V 等級功能。[6][13] |
| INA238 模組(VMD-015925) | 1 路;85 V/16-bit | 同樣標 15 mΩ、兩檔約 10 A/2.75 A;持續載流未證 | 用途近 INA237,但 TI 晶片失調與增益誤差規格較佳;不是整板精度保證。[7][13][14] |
| INA228 模組(VMD-015370) | 1 路;85 V/20-bit | 商品未公告板級連續電流額定;別把其他 15 mΩ 板的數字借過來 | 除即時功率外,若專案需要晶片內能量、電荷累積與較細的 ADC 規格,可優先研究這款。[4][12] |
兩個「INA219」並不是便宜版與升級版的簡單排序。Gravity 這款有原廠對 10 mΩ 分流器、校正與量測範圍的具體說明;一般模組的文案和照片則是 0.1 Ω 的配置。即使晶片相同,分流器不同,電流量程、壓降和發熱都會跟著改變。照商品頁挑確切 SKU,比只記得「買 INA219」可靠得多。[1][2][16]
選在你的場景裡,差異才看得出來
想記錄電池充放電:先抓電流方向,也要看工作電壓

例如要追蹤 12 V 電池對一個電子負載的供電變化,先估出正常、啟動與異常時的電流,再選分流器;沒有這個數字,直接問「哪個 INA 最準」很難得到好答案。電流會雙向流動的電池專案,可考慮 Gravity INA219 作為入門實驗板;原廠說它能從讀值正負觀察充放電,並明列手動校正條件。如果電流較小,另一款 0.1 Ω 的 INA219 是不同配置的候選,但負載通過分流器時的壓降與熱仍要計入。[1][2][16]
需要跨時段累計用了多少電,別只挑「可讀瞬時瓦數」就以為能直接得到可靠的電池容量。INA228 晶片有能量/電荷累積功能;其他模組通常得由主控裝置持續取樣、保存時間戳、處理斷電與資料缺口,才有討論累計值的基礎。INA228 的功能也不會自動把未校正的電流資料變成電池剩餘電量估算。[4][12]
24 V 設備、啟動負載與警示:在 26 V 邊界外多看一眼
有些人為 24 V 裝置選 INA219,因為「24 小於 26」;到了馬達啟動或電源切換,這個判斷未必留夠餘裕。若要單路觀察,INA226 的晶片匯流排規格到 36 V,INA231 到 28 V,兩者都有警示功能,值得依系統可能的峰值、電流、邏輯準位與實際板子配置再篩選。[3][10][11]
特別留意 INA226 這筆商品:部分泛用說明出現「20 A」,但目前照片的分流器標 R100,賣場沒有提供能支持整板 20 A 連續載流的分流與散熱資料。採購前先確認分流器、端子和散熱規格。警示腳會通知主控超限;若要自動斷電,還須另設保護電路。[3][10]
INA231 的 TI 晶片有 1.8 V I²C 相容特性;這不表示本站這塊模組的 SDA/SCL 上拉已經適合 1.8 V 主控。若你的 MCU 是 1.8 V,請先核對實物上拉接到哪個電壓,再決定是否加入電平轉換。[5][11]
Gravity INA219 原廠商品頁與 Wiki 對 I²C 邏輯電平的標示也不同,接 5 V 主控前宜先核實模組上拉與實際接法;不同板子的 I²C 電平不能只看晶片資料表就推定。[16][17]
三路供電的機器人或測試台:選通道,不要選三倍位址

如果你要記錄主控制器、通訊板和一個直流負載各自的用電,INA3221 的三路分流與匯流排量測很對題。主控只要和一顆晶片通訊,就能依序取得各路讀值,整理不同子系統的耗電變化;它並非三路同步取樣,也不能拿來當成三個隔離量測器。若要使用警示功能,還得確認到貨板子是否引出對應腳位。[8][15]
商品照片裡三顆分流器可見 R100。如果打算讓馬達電流直接通過板上分流器,先問到貨板的電阻瓦數、端子與銅箔能否承受啟動電流。若三路都只是低功耗電子板,讓同一個主控週期性記錄各路讀值,就容易看出哪個子系統耗電較多;比較快速啟動尖峰則要看取樣設定是否跟得上。[8][15]
48 V 太陽能與較高直流母線:85 V 家族怎麼分

當受測母線可能超出 36 V,INA237、INA238、INA228 三款都進入 85 V 晶片等級。想先掌握電流、電壓與瞬時功率,237 是一個基準;若系統有小電流變化而對晶片失調與增益規格更敏感,238 的 TI 晶片數據比 237 好:前者最大失調 ±5 µV、最大增益誤差 ±0.1%,後者分別是 ±50 µV、±0.3%。這是裸晶片在資料表條件下的比較,整板仍受分流器與校正影響。[12][13][14]
若除了瞬時功率,還希望由晶片累計能量與電荷,INA228 的 20-bit ADC 及累積功能值得評估。20-bit 不等於「整板比 16-bit 精準固定幾倍」;要看雜訊、失調、分流器、實際工作電流與校正。這筆 INA228 商品也沒有公布整板連續電流額定,不能拿 237/238 的商家兩檔宣稱來補空白。[4][12]
237/238 商品頁寫 15 mΩ,現有照片也可見 R015,並宣稱約 10 A/2.75 A 兩種量測檔位。[6][7] 不過「量得到」和「能長時間安全流過板子」是兩個問題。以 15 mΩ 算,單是 10 A 經過電阻就會產生 1.5 W 熱;是否能連續這樣使用,得看該批分流器額定、端子、PCB 散熱與箱內環境。
INA237/238 商品頁標示的是「相容板型」;接頭、照片相似,不等於 Adafruit 原裝。Adafruit 另有 6340/6349 原版商品頁,若採購需要特定品牌或批次,應再核對供應來源。[18][19]
高側/低側接法的 VBUS 跳線也不能在 228、237、238 間照抄;查這一批實物的跳線、資料與導通狀態再接線。[20][21]
幾個很容易買錯、卻能提早避免的誤會

「26/36/85 V」不是模組 VCC。 這些數字說的是晶片的受測直流匯流排範圍;INA 晶片及 I²C 通常另由低壓邏輯電源供電。把被測直流直接接到 SDA、SCL 或 VCC 是錯的。更別把直流分流監測板當成可直接接台灣市電的交流電表。[9][10][12]
解析度不是精度。 237 與 238 都是 16-bit,238 的晶片失調/增益數據較佳;228 有 20-bit,卻仍要面對板上電阻誤差、熱、雜訊和校正。237/238 賣場寫的「每 LSB 多少 mA」會受電流暫存器校正尺度設定影響,不能單獨當成最小可測電流或整板精度。對微安級或法定計量需求,先整理誤差預算與校正方法,不要單憑位元數選購。[12][13][14]
分流器要算熱,也會影響被測電路。 以 0.1 Ω 為例,1 A 經過時會在分流器上造成 0.1 V 壓降、0.1 W 耗散;電流變大,耗散按電流平方增加。這是示範算式 V = I × R、P = I² × R,不是對 R100 商品的連續額定。若你的電路特別怕壓降,選板時就得把負載與分流器一起看。[2][9][10]
超限時想收到通知? 可以看有警示功能的款式,但先確認模組有沒有引出警示腳;它仍須由主控讀取與處理。若設備分布在不同控制盤,或需要自動斷電,這類近距離 I²C 監測板之外,還要規劃通訊、隔離與保護電路。[10][11][12]
採購前的最後一輪確認
把電路畫成簡單的一張圖:正常和最高直流電壓、正常與啟動電流、要同時觀察幾路、主控 I²C 電平、是否要記錄或警示。到這一步,多數人已能把八款縮成一兩款。還有一項不能省:向商品頁或出貨批次確認分流阻值與功率、端子與板級連續載流,依實際接線測一次方向與校正。Gravity INA219 的原廠文件與本站照片更具體;一般通用板則別把別人的原理圖或品牌直接認成自己的貨。[1][2][16]
手邊若已有系統電壓、最大電流和要看的路數,就從表中挑出候選 SKU,再核對到貨板子的分流器與接線資料。打算長期記錄用電,還要安排主控取樣與資料保存;需要故障斷電,則須另設保護電路。
參考資料
- Gravity INA219 I2C 數位功率計 26 V 8 A
- INA219 雙向電流/電源監控感測器模組 電壓 0-26V 最大電流 ±3.2A
- INA226 電壓電流功率監測模組 I2C介面 警報功能 檢測0-36V
- 高精度功率監測模組 INA228 – I²C 85 V/20-bit/高/低側測量(支援 Arduino/ESP32)
- INA231 電流/電壓/電源監測模組 具警示功能並採用 wcsp 的 28V、16 位元、i2c 輸出
- INA237 85V 10A 16-bit DC 電流 / 電壓 / 功率監測模組(I²C / JST SH 4-pin)
- INA238 85V 10A 16-bit DC 電流 / 電壓 / 功率監測模組(I²C / JST SH 4-pin)
- 電流感測器 INA3221 – 三通道 I²C 高側電流/電壓監測模組
- TI INA219 晶片資料
- TI INA226 晶片資料
- TI INA231 晶片資料
- TI ina228 晶片資料
- TI ina237 晶片資料
- TI ina238 晶片資料
- TI ina3221 晶片資料
- DFRobot Gravity INA219 原廠說明
- DFRobot Gravity INA219 原廠說明
- Adafruit 6340 原版模組
- Adafruit 6349 原版模組
- Adafruit INA228 接線與模組說明
- Adafruit INA237/238 接線與模組說明

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