Supervisar el uso de energía de CC

Atmel tiene una placa de desarrollo y una nota de aplicación que recomiendo encarecidamente que eche un vistazo: ATmega64HVE2

¿Cómo puedo medir el uso actual de cada dispositivo?

Necesita usar una derivación de corriente para medir la corriente. Básicamente, esto es solo una resistencia de un valor conocido (y capaz de manejar la potencia que necesita) en serie con la carga.

Utilizará el ADC del ATMega328 para medir la caída de voltaje en la derivación. La caída de voltaje es proporcional a la corriente que lo atraviesa; dado que la derivación está en serie con la carga, esta es la corriente que usa la carga. Entonces, dado que conoce la resistencia de la derivación y la caída de voltaje, puede calcular la corriente usando la ley de Ohms, I = V / R.

Se cree que la pérdida de potencia para la medición es muy inferior.

No estoy seguro de lo que quiere decir aquí, supongo que no desea que el 'circuito de medición' real use mucha energía. Para hacer esto, solo necesita seleccionar una derivación que tenga una resistencia muy baja, ya que la potencia es igual a la corriente al cuadrado por la Resistencia ($P = I^{2} * R$).

¡Asegúrese de elegir una derivación que pueda manejar la potencia de su carga de manera segura!

Editar

Aquí hay un tutorial para medir la corriente con Arduino que repasa todo bastante bien, incluido el uso de un OpAmp para una mejor resolución de pasos.

Si bien Garrett Fogerlie ha brindado una solución excelente para el requisito de detección de corriente en cuestión, existe una alternativa para detectar corrientes en el rango especificado por el OP, de 100 mA a 5 A: el sensor de corriente lineal basado en efecto Hall Allegro ACS712 IC .

Esta parte tiene un conductor de detección integrado con una resistencia extremadamente baja (¡ 1,2 mOhm !), ya que funciona con el efecto Hall en lugar del voltaje desarrollado a través de una resistencia de derivación. La disipación de calor/pérdida de energía es, por lo tanto, extremadamente baja.

Una ventaja adicional es que la ruta de detección está completamente aislada de la salida. Esto permite que la pieza se use para la detección de corriente de lado alto o bajo, o incluso para la detección de corriente directamente en el lado de la línea de alimentación de su dispositivo, si es necesario.

Los circuitos integrados se ajustan de fábrica para una precisión muy alta, una ventaja sobre las resistencias de derivación discretas y las tolerancias dentro del amplificador operacional y otros componentes necesarios para una solución discreta.

En general, si su proyecto puede soportar el costo del componente, esta es una solución de un solo IC que proporciona una señal lista para ADC para la medición de corriente en tiempo real.