Arduino w/ INA239 — SPI Issues

I’m attempting to integrate the INA239 Power Monitor with Arduino UNO. Based on the datasheet I’ve setup all the register addresses and read / write functions. When I attempt a read operation I’m getting 0xFFFF, or incorrect data. This is not complete by any means, however, I must get SPI comms functioning before proceeding further.

Hardware has been configured as shown in figure 8-2 in the INA239 datasheet.

Any help is greatly appreciated!

#include <SPI.h>

//#define readMeasurements
#define SERIAL_DEBUG
//#define trxbuf_after_transfer
//#define trxbuf_initial_contents 
//#define return_ret_contains
#define buf_contents
#define REGISTER_WRITE_READBACK_VALUE
//#define result_buffer
#define return_buf_contains
#define READ_8_BIT_REG_ADDRESS
#define READ_16_BIT_VALUE_CONTENTS
#define WRITE_16_BIT_REG_ADDRESS


// Define the SPI pins
#define CS_PIN    10  // Chip Select (CS) pin
#define CS_PIN_1  2   // Chip Select pin for second INA239
#define CS_PIN_2  3   // Chip Select pin for third INA239

#define SCLK_PIN  13  // Serial Clock (SCLK) pin
#define MOSI_PIN  11  // Master Out Slave In (MOSI) pin
#define MISO_PIN  12  // Master In Slave Out (MISO) pin

#define SPImode SPI_MODE2
#define SPI_CLOCK_FREQUENCY 1000000
#define SPI_DATA_ORDER MSBFIRST
#define LOOP_TIME_DELAY 5000
#define moduleSettleDelayTime 50
#define MISO_DELAY_TIME 10

// Define the register addresses
#define CONFIG_REG 0x00
#define ADC_CONFIG_REG 0x01
#define SHUNT_CAL_REG 0x02
#define SHUNT_VOLTAGE_REG 0x04
#define VBUS_REG 0x05
#define DIETEMP_REG 0x06
#define CURRENT_REG 0x07
#define POWER_REG 0x08
#define DIAG_ALRT_REG 0x0B
#define SHUNT_OVER_VOLTAGE_REG 0x0C
#define SUVL_REG  0x0D
#define BUS_OVER_VOLTAGE_REG 0x0E
#define MANUFACTURER_ID_REG 0x3E
#define DEVICE_ID_REG 0x3F

//const uint16_t CONFIG_REG_INIT = 0b0000000001000000;
const uint16_t CONFIG_REG_INIT_RESET = 0x8000;
const uint16_t CONFIG_REG_INIT = 0x0040;

//const uint16_t ADC_CONFIG_REG_INIT = 0b1011001001001100;
const uint16_t ADC_CONFIG_REG_INIT = 0xB24C;

//const uint16_t SHUNTcal_REG_INIT = 0b0001001110001000;
const uint16_t SHUNTcal_REG_INIT = 0x1388;

// Conversion constants
uint8_t MAX_CURRENT = 10; // Max Current Expected at input 10 Amps
float CURRENT_LSB = 0.000305; // Current LSB value
float SHUNT_RESISTOR = 0.02; // 20 milliohms

SPISettings mySetting(SPI_CLOCK_FREQUENCY, SPI_DATA_ORDER, SPImode);

void setup() 
{
  pinMode(CS_PIN, OUTPUT);
  pinMode(CS_PIN_1, OUTPUT);
  pinMode(CS_PIN_2, OUTPUT);
  
  digitalWrite(CS_PIN, HIGH);
  digitalWrite(CS_PIN_1, HIGH);
  digitalWrite(CS_PIN_2, HIGH);
  
  // Initialize Serial for debugging
  Serial.begin(115200);
  delay(100);
  
  // Initialize SPI
  SPI.begin();
  delay(100);

  
  // Initialize SPI communication with the INA239
  configureINA239();
  
}

void loop() 
{
  
  // Read and print the MANUFACTURER_ID
  uint16_t manufacturerID = read16BitRegister(MANUFACTURER_ID_REG);
  Serial.print("MANUFACTURER_ID: 0x");
  Serial.print(manufacturerID, HEX);
  Serial.println();
  
  /*
  // Read and print the DEVICE_ID
  uint16_t deviceID = read16BitRegister(DEVICE_ID_REG);
  Serial.print("DEVICE_ID: ");
  Serial.println(deviceID, HEX);
  Serial.println();
  */
  
  delay(LOOP_TIME_DELAY);

  #if defined(readMeasurements)
    // readMeasurements
    int16_t shuntVoltageRaw = read16BitRegister(SHUNT_VOLTAGE_REG);
    int16_t busVoltageRaw = read16BitRegister(VBUS_REG);
    int16_t currentRaw = read16BitRegister(CURRENT_REG);
    int16_t temperatureRaw = read16BitRegister(DIETEMP_REG);
    uint32_t powerRaw = readRegister24(POWER_REG);
  
    // Convert raw readings to actual values
    float shuntVoltage = convertShuntVoltage(shuntVoltageRaw);
    float busVoltage = convertBusVoltage(busVoltageRaw);
    float current = convertCurrent(currentRaw);
    float temperature = convertTemperature(temperatureRaw);
    float power = convertPower(powerRaw);
  
    // Print results
    Serial.print("Shunt Voltage: ");
    Serial.print(shuntVoltage);
    Serial.println(" mV");
  
    Serial.print("Bus Voltage: ");
    Serial.print(busVoltage);
    Serial.println(" V");
  
    Serial.print("Current: ");
    Serial.print(current);
    Serial.println(" A");
  
    Serial.print("Temperature: ");
    Serial.print(temperature);
    Serial.println(" °C");
  
    Serial.print("Power: ");
    Serial.print(power);
    Serial.println(" W");
  #endif


  
}

void configureINA239() 
{
  delay(moduleSettleDelayTime);
  writeRegister16(CONFIG_REG, CONFIG_REG_INIT_RESET);      // Reset the device
  delay(moduleSettleDelayTime);
  writeRegister16(CONFIG_REG, CONFIG_REG_INIT);
  delay(moduleSettleDelayTime);
  writeRegister16(ADC_CONFIG_REG, ADC_CONFIG_REG_INIT);  // Continuous mode, specific settings
  delay(moduleSettleDelayTime);
  writeRegister16(SHUNT_CAL_REG, SHUNTcal_REG_INIT);   // Shunt calibration

  delay(moduleSettleDelayTime);
  uint16_t adcConfigReg = read16BitRegister(ADC_CONFIG_REG);
  Serial.println();
  Serial.print("ADC_CONFIG_REG_Value: 0xB24C");
  Serial.print("    READ / Write_VALUE: ");
  Serial.print(adcConfigReg, HEX);
  Serial.println();

  delay(moduleSettleDelayTime);
  uint16_t shuntCalibrationReg = read16BitRegister(SHUNT_CAL_REG);
  Serial.println();
  Serial.print("SHUNT_CAL_REG Value: 0x1388");
  Serial.print("    READ_VALUE: ");
  Serial.print(shuntCalibrationReg, HEX);
  Serial.println();

}

uint16_t read16BitRegister(uint8_t registerAddress) 
{
    
    uint16_t value;
    uint8_t cmd = (registerAddress << 2) | 0x01;
    
    #if defined(READ_8_BIT_REG_ADDRESS)
        Serial.println();
        Serial.print("READ_8_BIT_REG_ADDRESS:  ");
        Serial.print(cmd, HEX);
        Serial.println();
    #endif
    

    SPI.beginTransaction(mySetting);
    digitalWrite(CS_PIN, LOW);
    SPI.transfer(cmd);
    //value = (SPI.transfer(0x00) << 8) | SPI.transfer(0x00);
    value = SPI.transfer16(0x0000);
    digitalWrite(CS_PIN, HIGH);
    SPI.endTransaction();
    
    
    #if defined(READ_16_BIT_VALUE_CONTENTS)
    Serial.println();
    Serial.print("value_contents:  ");
    Serial.print(value, HEX);
    Serial.println();
    #endif
    
    return value;
/*
    uint8_t buf[2];
    readData(registerAddress, buf, 2);
    
    #if defined(return_buf_contains)
    {   
      Serial.println();
      Serial.print("return_buf_contains: 0x");
      Serial.print(buf[0], HEX);
      Serial.print("    0x");
      Serial.print(buf[1], HEX);
      Serial.println(); 
    }
    #endif
    //return (buf[0] << 8) | buf[1];
*/

}
uint32_t read24BitRegister(uint8_t registerAddress)
{
    uint32_t ret = 0;
    readData(registerAddress, (uint8_t*)&ret, 3);
    return ret;
}
void readData(uint8_t registerAddress, uint8_t* buf, size_t len)
{
   // Prepare the SPI command
    uint8_t cmd = (registerAddress << 2) | 0x01;  // 6-bit address + R/W bit set to 1 for read and padded 0 before the read / write bit
    /*
    SPI.beginTransaction(mySetting);
    digitalWrite(CS_PIN, LOW);
    // Send the command register byte
    buf[0] = SPI.transfer(cmd);
    // Read the response
    for (int i = 1; i <= len; i++) 
    {
      buf[i] = SPI.transfer(0x00);  // Send dummy byte to receive data
      //delay(MISO_DELAY_TIME);
    }
    SPI.endTransaction();
    digitalWrite(CS_PIN, HIGH);
    */

    #if defined(buf_contents)
    {   
      Serial.println();
      Serial.print("buf_contents_after_SPI_transaction: ");
      for (size_t x = 0; x <= len; x++)
      {
        Serial.print(buf[x], HEX);
        Serial.print(" ");
      }
      Serial.println(); 
    }
    #endif
}

void writeRegister16(uint8_t reg, uint16_t value) 
{
    // Create the command frame with the write bit set to 0
    uint8_t cmd = (reg << 2); 
    #if defined(WRITE_16_BIT_REG_ADDRESS)
        Serial.println();
        Serial.print("READ_16_BIT_REG_ADDRESS:  ");
        Serial.print(reg, BIN);
        Serial.println();
    #endif
    /*
    // Start SPI transaction
    SPI.beginTransaction(mySetting);
    digitalWrite(CS_PIN, LOW);
    SPI.transfer(cmd);        // Send the command frame
    SPI.transfer(value);      // Send the 16-bit value
    delay(MISO_DELAY_TIME);
    digitalWrite(CS_PIN, HIGH);
    SPI.endTransaction();
    delay(50);
    */
    digitalWrite(CS_PIN, LOW);
    SPI.beginTransaction(mySetting);

    SPI.transfer(cmd);
    SPI.transfer16(value);
    //SPI.transfer(value >> 8);
    //SPI.transfer(value & 0xFF);
    SPI.endTransaction();
    digitalWrite(CS_PIN, HIGH);

    #if defined(REGISTER_WRITE_READBACK_VALUE)
    {
        // Read back the register value for verification
        uint16_t register_value = read16BitRegister(reg);
        Serial.println();
        Serial.print("REGISTER WRITE READBACK VALUE: Reg = 0x");
        Serial.print(reg, HEX);
        Serial.print("    readValue = 0x");
        Serial.print(register_value, HEX);
        Serial.println();
    }
    #endif
}

//register calculations
float convertShuntVoltage(int16_t rawValue) {
  return (float)rawValue * 0.000005; // 5 uV per LSB
}
float convertBusVoltage(int16_t rawValue) {
  return (float)rawValue * 0.003125; // 3.125 mV per LSB
}

float convertCurrent(int16_t rawValue) {
  return (float)rawValue * CURRENT_LSB;
}

float convertTemperature(int16_t rawValue) {
  return (float)rawValue * 0.125; // 125 m°C per LSB
}

float convertPower(uint32_t rawValue) {
  float power_LSB = CURRENT_LSB * 0.2;
  return (float)rawValue * power_LSB;
}

New contributor

a a is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật