Arduinoデジタルアンペアメーター自作：DIY電流計のステップバイステップガイド

Arduinoアンペアメーター自作の概要

アンペアメーター（電流計）は回路の電流を測定する装置。Arduinoマイコンボードを使えば、低コストで再利用可能なデジタル電流計が自作できます。本ガイドでは、最小限の部品と簡単な手順で、初心者でも作れるArduinoベースのアンペアメーターを紹介します。

電気メーターで作業する電気技師

必要な部品

• Arduino互換 128×32 OLED LCDディスプレイ
• INA219 電流/電圧センサーブレークアウトボード
• Arduino Pro Mini Rev 5 (5V/16MHz)
• CH340 USB-シリアルプログラマー
• 9V電池ボックス（電池付き）
• JST PH 2ピンケーブル（メスコネクタ）
• JST ライトアングルコネクタ
• 精密マイナスドライバー
• 6ピン ライトアングルヘッダー（Arduino用）
• はんだごて
• 24 SWG 錫メッキ銅線（ヒューズワイヤー 18A 0.56mm）
• ミニプライヤー、ニッパー
• 両面テープ/スポンジパッド
• 4ピン メス-メス ジャンパーケーブル

電気メーター

アナログマルチメータ

ハードウェア構成

本アンペアメーターは3つのモジュールで構成：

1. 128×32 OLEDディスプレイ： 測定値表示
2. INA219センサー： 高精度電流/電圧測定（I2Cインターフェース）
3. Arduino Pro Mini： 制御・演算・通信の中枢

Arduino Pro Miniには左右にピン列があります。INA219とOLEDはともにI2C接続（SDA/SCL）で、ArduinoのA4（SDA）、A5（SCL）ピンを共有します。必ずA4/A5ピンを持つRev 5（ATmega328P）互換ボードを使用してください。

ピン接続マッピング

モジュール	信号	Arduino Pro Mini ピン
INA219	VCC	VCC
INA219	GND	GND
INA219	SDA	A4
INA219	SCL (SEL)	A5
OLED	VCC	VCC
OLED	GND	GND
OLED	SDA	A4
OLED	SCL (SEL)	A5

I2Cバス上でアドレス競合がないよう、INA219とOLEDのアドレスが異なることを確認してください（通常INA219=0x40、OLED=0x3C）。

組み立て手順

1. ピン除去： INA219とOLEDモジュールのピンヘッダをはんだごてで取り外し。プラスチックキャップがある場合はマイナスドライバーで外す。ピン根元を加熱しながら振って外す。
2. 配線準備： 錫メッキ銅線を40mmに4本切断。
3. OLED配線： 4本の線をOLEDのパッド（VCC, GND, SDA, SCL）にはんだ付け。
4. OLED-Arduino接続： OLEDの配線をArduinoの対応ピン（VCC, GND, A4, A5）にはんだ付け。「サンドイッチ」構造になるよう重ねる。配線同士が触れないようドライバーで隙間を作る。
5. INA219接続（配線延長）： Arduino側の配線を切らずにINA219のパッドへ延長・はんだ付け。配線干渉に注意。
6. 配線整理： 余分な配線をカット。6ピンライトアングルヘッダーをArduinoにはんだ付け（プログラミング用）。
7. 電源接続： JST-PH 2ピンコネクタを電池ボックスに接続。JSTライトアングルコネクタをArduinoのRAW（赤/プラス）とGND（黒/マイナス）にはんだ付け。
8. プログラマー接続： 4ピンジャンパーでArduinoとCH340を接続（VCC, GND, TX, RX）。CH340をPCのUSBに接続。

ソフトウェア設定（Arduino IDE）

Arduino IDEの基本操作ができる前提です。以下のスケッチをそれぞれ書き込みます。

OLED 128×32 表示スケッチ

#include <Arduino.h>
#include <U8g2lib.h>
#include <SPI.h>
#include <Wire.h>

U8G2_SSD1306_128X32_UNIVISION_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0);

void setup(void) {
  u8g2.begin();
  // INA219初期化は別スケッチで行うか、ここでWire.begin()後に実施
}

void loop(void) {
  u8g2.clearBuffer();
  u8g2.setFont(u8g2_font_logisoso32_tr);
  u8g2.setCursor(0, 32);
  u8g2.print(millis());  // ここを実測値に置き換え
  u8g2.sendBuffer();
  delay(200);
}

INA219 測定スケッチ（GetCurrent として保存）

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_INA219.h>

Adafruit_INA219 ina219;

void setup(void) {
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("Hello!");
  Serial.println("Measuring voltage and current with INA219...");
  ina219.begin();
}

void loop(void) {
  float shuntVoltage = ina219.getShuntVoltage_mV();
  float busVoltage = ina219.getBusVoltage_V();
  float current_mA = ina219.getCurrent_mA();
  float loadVoltage = busVoltage + (shuntVoltage / 1000);

  Serial.print("Bus Voltage: "); Serial.print(busVoltage); Serial.println(" V");
  Serial.print("Shunt Voltage: "); Serial.print(shuntVoltage); Serial.println(" mV");
  Serial.print("Load Voltage: "); Serial.print(loadVoltage); Serial.println(" V");
  Serial.print("Current: "); Serial.print(current_mA); Serial.println(" mA");
  Serial.println();
  delay(2000);
}

統合のポイント： 実際の運用では、上記2つのスケッチを統合し、INA219で測定した電流値をOLEDに表示する単一スケッチを作成します。Adafruit_INA219ライブラリとU8g2ライブラリをArduino IDEのライブラリマネージャからインストールしてください。

完成後の使い方

プログラミング完了後、CH340経由のUSB給電または9V電池で動作。測定したい回路をINA219の端子（VIN+、VIN−）に直列挿入すれば、OLEDに電流値（mA）が表示されます。電圧測定も同時可能です。

応用・拡張

• 電圧センサーとしても流用可能
• 他のプロジェクトの電流モニタリングツールとして組み込み可能
• データロギング機能（SDカード、WiFi送信等）の追加

まとめ

このプロジェクトは非常にシンプルで短時間で完成します。初心者・ホビイストに最適で、実用的な測定器として繰り返し使えます。ハードウェア・ソフトウェア両面からArduinoとI2Cデバイスの扱いを学べる良い教材です。ご質問はお気軽にお問い合わせください。