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알레그로 ACS758 전류 센서를 아두이노와 함께 50A에서 200A까지 사용하는 방법

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알레그로 ACS758 전류 센서를 아두이노와 함께 50A에서 200A까지 사용하는 방법


고용량 애플리케이션에서의 전류 측정은 까다로울 수 있지만, Allegro ACS758 전류 센서는 이 작업을 간소화합니다. 이 센서는 50A에서 200A까지의 전류 레벨을 처리할 수 있어 다양한 프로젝트에 신뢰할 수 있는 솔루션을 제공합니다. 이 튜토리얼에서는 ACS758을 Arduino에 연결하고 전류 값을 정확하게 읽는 방법을 살펴보겠습니다.
이 프로젝트의 결과물은 부하를 통해 흐르는 전류를 측정하고 그 결과를 시리얼 모니터에 표시하는 것입니다. ACS758은 홀 효과 감지 기술을 사용하여 전류를 Arduino가 읽을 수 있는 비례 전압으로 변환하므로 전류 레벨을 쉽게 모니터링할 수 있습니다. 추가적인 통찰을 위해 비디오를 확인하세요(비디오 01:15 부분).

하드웨어 설명

이 프로젝트의 주요 구성 요소는 Allegro ACS758 전류 센서입니다. 이 센서는 홀 효과 원리를 기반으로 작동하며, 도체를 통해 흐르는 전류에 의해 생성된 자기장을 측정할 수 있습니다. 전류에 비례하는 출력 전압을 생성하여 Arduino가 이러한 값을 읽고 해석할 수 있게 합니다. ACS758에는 여러 변형이 있으며, "100B"는 최대 100A까지 측정할 수 있음을 나타냅니다. 양방향 전류 측정 기능을 갖추고 있어 전류 방향에 관계없이 정확한 판독이 가능합니다. 이 센서는 3.3V 또는 5V 전원 공급이 필요하며, 이 전원은 홀 효과 신호를 처리하는 연산 증폭기를 포함한 내부 회로에 전력을 공급합니다.

데이터시트 세부 정보

제조업체Allegro Microsystems
부품 번호ACS758LCB-100B
로직/IO 전압3.3 V / 5 V
공급 전압4.5 V - 5.5 V
출력 전류(채널당)100 A
피크 전류(채널당)200 A
PWM 주파수 가이드해당 없음
입력 로직 임계값TTL 호환
전압 강하 / RDS(on) / 포화0.1 V @ 100 A
열 제한작동 온도: -40 °C ~ 125 °C
패키지5핀 패키지
참고 사항 / 변형다양한 전류 정격(50A, 100A, 150A, 200A)으로 제공

  • 저항으로 인한 전압 강하를 방지하려면 배선을 올바르게 하세요.
  • 과열을 방지하려면 고전류 애플리케이션에 적절한 굵기의 와이어를 사용하세요.
  • 정확한 판독을 위해 센서를 지정된 온도 범위 내에서 유지하세요.
  • 사용된 특정 모델에 따라 센서 출력을 보정하세요.
  • 필요한 경우 판독값을 안정화하기 위해 필터링 커패시터 사용을 고려하세요.

배선 지침

Arduino-wiring-for-ACS758-Current-sensor
ACS758 전류 센서를 Arduino에 배선하려면 먼저 센서의 VCC 핀을 Arduino의 5V 출력에 연결하세요. 다음으로 센서의 GND 핀을 Arduino의 접지에 연결하세요. 측정된 전류에 비례하는 전압을 제공하는 센서의 출력은 일반적으로 A0으로 표시된 Arduino의 아날로그 입력 핀에 연결할 수 있습니다. 측정하려는 부하가 센서와 직렬로 연결되어 있는지 확인하세요. 전류 경로가 센서를 통과해야 센서가 통과하는 전류를 정확하게 측정할 수 있습니다. 센서에는 두 개의 전류 입력 핀이 있습니다. 부하의 양극 와이어를 이 핀 중 하나에 연결하고 다른 핀을 전원 공급 장치의 양극 단자에 연결하세요. 전원 공급 장치의 음극 측은 부하의 음극 단자에 연결해야 합니다. 이 설정을 통해 센서가 부하로 흐르는 전류를 측정할 수 있습니다.

코드 예제 및 설명

ACS758 센서에서 값을 읽기 위한 Arduino 코드는 간단합니다. 아래는 센서를 초기화하고 전압을 읽는 고급 코드의 일부입니다: 

#define VIN A0 // Arduino 핀 A0을 전압 입력(V in)으로 정의
const float VCC = 5.0; // 공급 전압
const float FACTOR = 20.0 / 1000; // ACS758-100B의 감도
이 코드는 아날로그 입력 핀을 정의하고 공급 전압을 설정합니다. 또한 사용된 모델에 따라 감도 계수를 계산하며, 이는 정확한 전류 판독에 필수적입니다. 코드의 또 다른 중요한 부분은 센서에서 전압을 지속적으로 읽는 루프 함수입니다: 

void loop() {
  float voltage_raw = (5.0 / 1023.0) * analogRead(VIN); // 센서에서 전압 읽기
  float current = (voltage_raw - (VCC * 0.5)) / FACTOR; // 전류 계산
  Serial.print("Current: ");
  Serial.println(current, 2); // 전류 값 출력
}
이 부분에서 코드는 센서에서 전압을 읽고, 무신호 출력 전압을 기준으로 조정한 다음 정의된 감도 계수를 사용하여 전류를 계산합니다. 그런 다음 전류 값이 시리얼 모니터에 출력됩니다. 코드 구조와 기능을 완전히 이해하려면 기사 아래에 로드된 전체 코드를 참조하세요.

데모 / 기대 효과

모든 것이 올바르게 배선되고 코드가 업로드되면 시리얼 모니터에 전류 값이 표시되는 것을 볼 수 있습니다. 판독값은 코드에 정의된 대로 0.5초마다 업데이트됩니다. 전류가 코드에 설정된 차단 한계보다 낮으면 "No Current" 메시지가 표시됩니다. 이 차단 기능은 노이즈와 전류 판독값의 작은 변동을 필터링하는 데 도움이 됩니다. 극성이 반대로 연결되면 센서가 손상될 수 있으므로 주의하세요. 센서가 부하와 직렬로 올바르게 배선되었는지 항상 확인하고 출력을 모니터링하여 정확한 판독을 확인하세요. 비디오는 추가적인 맥락과 데모를 제공합니다(비디오 12:30 부분).

이미지

Allegro ACS758 current sensor with Arduino
Allegro ACS758 Current Sensor with Arduino
Arduino-wiring-for-ACS758-Current-sensor
Arduino-wiring-for-ACS758-Current-sensor
ACS758-sensor-0
ACS758-sensor-0
ACS758-sensor-1
ACS758-sensor-1
ACS758-sensor-3
ACS758-sensor-3
ACS758-sensor-4
ACS758-sensor-4
ACS758-sensor-5-schematic
ACS758-sensor-5-schematic
코드가 보이지 않으면 이 페이지를 영어로 보십시오. 불편을 드려 죄송합니다.
100-Advanced Arduino code for the Allegro ACS758 current sensor
언어: C++
/*
 * 
 * Arduino Sketch for Allegro ACS758 Current Sensor (Advanced)
 * This sensor can measure current at a range of up to 200A.
 * It operates with 3.3V or 5V.
 * Please watch the video instruction and explanation for this code.
 * 
 * Written by Ahmad Shamshiri on Saturday, May 27, 2018 at 13:19 in Ajax, Ontario, Canada
 * for Robojax.com
 * View the video instruction at
 * This code has been downloaded from Robojax.com
 */
#define VIN A0 // define the Arduino pin A0 as voltage input (V in)
const float VCC   = 5.0;// supply voltage 5V or 3.3V. If using PCB, set to 5V only.
const int model = 2;   // enter the model (see below)

float cutOffLimit = 1.00;// reading cutoff current. 1.00 is 1 Ampere

/*
          "ACS758LCB-050B",// for model use 0
          "ACS758LCB-050U",// for model use 1
          "ACS758LCB-100B",// for model use 2
          "ACS758LCB-100U",// for model use 3
          "ACS758KCB-150B",// for model use 4
          "ACS758KCB-150U",// for model use 5
          "ACS758ECB-200B",// for model use 6
          "ACS758ECB-200U"// for model use 7   
          // sensitivity array is holding the sensitivity of the ACS758
          // current sensors. Do not change.          
*/
float sensitivity[] ={
          40.0,// for ACS758LCB-050B
          60.0,// for ACS758LCB-050U
          20.0,// for ACS758LCB-100B
          40.0,// for ACS758LCB-100U
          13.3,// for ACS758KCB-150B
          16.7,// for ACS758KCB-150U
          10.0,// for ACS758ECB-200B
          20.0,// for ACS758ECB-200U     
         }; 

/*         
 *   Quiescent output voltage is a factor of VCC that appears at the output       
 *   when the current is zero. 
 *   For bidirectional sensors, it is 0.5 x VCC.
 *   For unidirectional sensors, it is 0.12 x VCC.
 *   For model ACS758LCB-050B, the B at the end represents Bidirectional (polarity doesn't matter).
 *   For model ACS758LCB-100U, the U at the end represents Unidirectional (polarity must match).
 *   Do not change.
 */
float quiescent_Output_voltage [] ={
          0.5,// for ACS758LCB-050B
          0.12,// for ACS758LCB-050U
          0.5,// for ACS758LCB-100B
          0.12,// for ACS758LCB-100U
          0.5,// for ACS758KCB-150B
          0.12,// for ACS758KCB-150U
          0.5,// for ACS758ECB-200B
          0.12,// for ACS758ECB-200U            
          };
const float FACTOR = sensitivity[model]/1000;// set sensitivity for selected model
const float QOV =   quiescent_Output_voltage [model] * VCC;// set quiescent Output voltage for selected model
float voltage;// internal variable for voltage
float cutOff = FACTOR/cutOffLimit;// convert current cut off to mV

void setup() {
    //Robojax.com ACS758 Current Sensor 
    Serial.begin(9600);// initialize serial monitor
    Serial.println("Robojax Tutorial");
    Serial.println("ACS758 Current Sensor");
}

void loop() {
  //Robojax.com ACS758 Current Sensor 
  float voltage_raw =   (5.0 / 1023.0)* analogRead(VIN);// Read the voltage from sensor
  voltage =  voltage_raw - QOV + 0.007 ;// 0.007 is a value to make voltage zero when there is no current
  float current = voltage / FACTOR;
  if(abs(voltage) > cutOff ){
    Serial.print("V: ");
    Serial.print(voltage,3);// print voltage with 3 decimal places
    Serial.print("V, I: ");
    Serial.print(current,2); // print the current with 2 decimal places
    Serial.println("A");
  }else{
    Serial.println("No Current");
  }
  delay(500);
}
101-Arduino code for Allegro ACS758 current sensor (basic)
언어: C++
/*
 * Arduino Sketch for Allegro ACS758 Current Sensor (Basic Simple)
 * This sensor can measure current at a range of up to 200A.
 * It operates with 3.3V or 5V (the module works with 5V, the sensor can work with 3.3V or 5V).
 * Please watch the video instruction and explanation for this code.
 * 
 * Written by Ahmad Shamshiri on Saturday, May 26, 2018 at 7:05 PM in Ajax, Ontario, Canada
 * for Robojax.com
 * View the video instruction at https://youtu.be/SiHfjzcqnU4
 * This code has been downloaded from Robojax.com
 */
#define VIN A0
const float vcc    = 5.00;// supply voltage 5V or 3.3V
const float factor = 0.02;// 20mV/A is the factor

float voltage;

void setup() {
    //Robojax.com ACS758 Current Sensor 
    Serial.begin(9600);
    Serial.println("Robojax Tutorial");
    Serial.println("ACS758 Current Tester");
    Serial.println("Basic Simple Code");
}

void loop() {
  //Robojax.com ACS758 Current Sensor 
  voltage =   (5.0 / 1023.0)* analogRead(VIN);// Read the voltage from sensor
  voltage =  voltage - (vcc * 0.5) + 0.007 ;// 0.007 is a value to make voltage zero when there is no current
  float current = voltage / factor;
  Serial.print("V: ");
  Serial.print(voltage,3);
  Serial.print("V, I: ");
  Serial.print(current,2); Serial.println("A");
  delay(500);
}
102-Advanced Arduino code for four Allegro ACS758 current sensors
언어: C++
/*
 * 
 * Arduino Sketch for 4 modules Allegro ACS758 Current Sensor (Advanced)
 * This sensor can measure current at a range of up to 200A.
 * It operates with 3.3V or 5V.
 * Please watch the video instruction and explanation for this code.
 * 
 * Written by Ahmad Shamshiri on August 4, 2018 at 13:19 in Ajax, Ontario, Canada
 * for Robojax.com in request from Ross M. from YouTube video https://youtu.be/SiHfjzcqnU4 
 * View the video instruction at
 * This code has been downloaded from Robojax.com
 */
#define VIN1 A0 // define the Arduino pin A0 as voltage input (V in)
#define VIN2 A1 
#define VIN3 A2 
#define VIN4 A3 

const float VCC   = 5.0;// supply voltage 5V or 3.3V. If using PCB, set to 5V only.
const int model = 2;   // enter the model (see below)

float cutOffLimit = 1.00;// reading cutoff current. 1.00 is 1 Amper

/*
          "ACS758LCB-050B",// for model use 0
          "ACS758LCB-050U",// for model use 1
          "ACS758LCB-100B",// for model use 2
          "ACS758LCB-100U",// for model use 3
          "ACS758KCB-150B",// for model use 4
          "ACS758KCB-150U",// for model use 5
          "ACS758ECB-200B",// for model use 6
          "ACS758ECB-200U"// for model use 7   
sensitivity array is holding the sensitivity of the ACS758
current sensors. Do not change.          
*/
float sensitivity[] ={
          40.0,// for ACS758LCB-050B
          60.0,// for ACS758LCB-050U
          20.0,// for ACS758LCB-100B
          40.0,// for ACS758LCB-100U
          13.3,// for ACS758KCB-150B
          16.7,// for ACS758KCB-150U
          10.0,// for ACS758ECB-200B
          20.0,// for ACS758ECB-200U     
         }; 

/*         
 *   Quiescent output voltage is a factor of VCC that appears at the output       
 *   when the current is zero. 
 *   For bidirectional sensors it is 0.5 x VCC
 *   For unidirectional sensors it is 0.12 x VCC
 *   For model ACS758LCB-050B, the B at the end represents bidirectional (polarity doesn't matter).
 *   For model ACS758LCB-100U, the U at the end represents unidirectional (polarity must match).
 *   Do not change.
 */
float quiescent_Output_voltage [] ={
          0.5,// for ACS758LCB-050B
          0.12,// for ACS758LCB-050U
          0.5,// for ACS758LCB-100B
          0.12,// for ACS758LCB-100U
          0.5,// for ACS758KCB-150B
          0.12,// for ACS758KCB-150U
          0.5,// for ACS758ECB-200B
          0.12,// for ACS758ECB-200U            
          };
const float FACTOR = sensitivity[model]/1000;// set sensitivity for selected model
const float QOV =   quiescent_Output_voltage [model] * VCC;// set quiescent Output voltage for selected model
float voltage1;// internal variable for voltage1
float voltage2;// internal variable for voltage2
float voltage3;// internal variable for voltage3
float voltage4;// internal variable for voltage4

float cutOff = FACTOR/cutOffLimit;// convert current cut off to mV

void setup() {
    //Robojax.com ACS758 Current Sensor 
    Serial.begin(9600);// initialize serial monitor
    Serial.println("Robojax Tutorial");
    Serial.println("Four ACS758 Current Sensors");
}

void loop() {
  //Robojax.com ACS758 Current Sensor 
  float voltage_raw1 =   (5.0 / 1023.0)* analogRead(VIN1);// Read the voltage from sensor
  float voltage_raw2 =   (5.0 / 1023.0)* analogRead(VIN2);// Read the voltage from sensor
  float voltage_raw3 =   (5.0 / 1023.0)* analogRead(VIN3);// Read the voltage from sensor
  float voltage_raw4 =   (5.0 / 1023.0)* analogRead(VIN4);// Read the voltage from sensor
  
  voltage1 =  voltage_raw1 - QOV + 0.007 ;// 0.007 is a value to make voltage zero when there is no current
  voltage2 =  voltage_raw2 - QOV + 0.007 ;// 0.007 is a value to make voltage zero when there is no current
  voltage3 =  voltage_raw3 - QOV + 0.007 ;// 0.007 is a value to make voltage zero when there is no current
  voltage4 =  voltage_raw4 - QOV + 0.007 ;// 0.007 is a value to make voltage zero when there is no current
  
  float current1 = voltage1 / FACTOR;
  float current2 = voltage2 / FACTOR;
  float current3 = voltage3 / FACTOR;
  float current4 = voltage4 / FACTOR;
  
  if(abs(voltage1) > cutOff ){ //Corrected abs(voltage) to abs(voltage1)

    Serial.print("I1: ");
    Serial.print(current1,2); // print the current with 2 decimal places
    Serial.println("A");
	
    Serial.print("I2: ");
    Serial.print(current2,2); // print the current with 2 decimal places
    Serial.println("A");

    Serial.print("I3: ");
    Serial.print(current3,2); // print the current with 2 decimal places
    Serial.println("A");
	
    Serial.print("I4: ");
    Serial.print(current4,2); // print the current with 2 decimal places
    Serial.println("A");	
	
  }else{
    Serial.println("No Current");
  }
  delay(500);
}

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