Hľadať kód

Ako používať prúdový senzor Allegro ACS758 s Arduinom pre 50A až 200A

Ako používať prúdový senzor Allegro ACS758 s Arduinom pre 50A až 200A


Meranie prúdu vo vysokokapacitných aplikáciách môže byť náročné, ale snímač prúdu Allegro ACS758 túto úlohu zjednodušuje. Tento snímač zvládne úrovne prúdu od 50A do 200A, čo poskytuje spoľahlivé riešenie pre rôzne projekty. V tomto návode preskúmame, ako pripojiť ACS758 k Arduinu a presne čítať hodnoty prúdu.
Výsledkom tohto projektu je schopnosť merať prúd pretekajúci záťažou a zobrazovať výsledky na sériovom monitore. ACS758 využíva technológiu snímania Hallovým efektom na prevod prúdu na proporcionálne napätie, ktoré môže Arduino čítať, čo umožňuje jednoduché monitorovanie úrovní prúdu. Nezabudnite si pozrieť video pre ďalšie poznatky (vo videu o 01:15).

Vysvetlenie hardvéru

Hlavným komponentom tohto projektu je snímač prúdu Allegro ACS758. Tento snímač pracuje na princípe Hallovho efektu, ktorý mu umožňuje merať magnetické pole generované prúdom pretekajúcim vodičom. Produkuje výstupné napätie proporcionálne prúdu, čo umožňuje Arduinu čítať a interpretovať tieto hodnoty. ACS758 má niekoľko variantov, pričom "100B" znamená, že dokáže merať až 100A. Disponuje obojsmerným meraním prúdu, čo umožňuje presné odčítanie bez ohľadu na smer prúdu. Snímač vyžaduje napájanie 3,3V alebo 5V, ktoré napája jeho vnútorné obvody, vrátane operačného zosilňovača, ktorý spracováva signál z Hallovho efektu.

Podrobnosti z datasheetu

VýrobcaAllegro Microsystems
Označenie dieluACS758LCB-100B
Logické/I-O napätie3,3 V / 5 V
Napájacie napätie4,5 V - 5,5 V
Výstupný prúd (na kanál)100 A
Špičkový prúd (na kanál)200 A
Odporúčanie pre PWM frekvenciuN/A
Vstupné logické prahyKompatibilné s TTL
Pokles napätia / RDS(on) / saturácia0,1 V @ 100 A
Tepelné limityPrevádzková teplota: -40 °C až 125 °C
Puzdro5-pinové puzdro
Poznámky / variantyDostupné v rôznych prúdových rozsahoch (50A, 100A, 150A, 200A)

  • Zabezpečte správne zapojenie, aby ste predišli poklesu napätia spôsobenému odporom.
  • Použite vodiče s vhodným prierezom pre vysokoprúdové aplikácie, aby ste predišli prehriatiu.
  • Udržiavajte snímač v rámci špecifikovaných teplotných limitov pre presné odčítanie.
  • Kalibrujte výstup snímača na základe konkrétneho použitého modelu.
  • Zvážte použitie filtračných kondenzátorov na stabilizáciu odčítania, ak je to potrebné.

Pokyny na zapojenie

Arduino-wiring-for-ACS758-Current-sensor
Na zapojenie snímača prúdu ACS758 k Arduinu začnite pripojením pinu VCC snímača na 5V výstup Arduina. Potom pripojte pin GND snímača na uzemnenie Arduina. Výstup snímača, ktorý poskytuje napätie proporcionálne meranému prúdu, môžete pripojiť na analógový vstupný pin Arduina, zvyčajne označený ako A0. Uistite sa, že záťaž, ktorú chcete merať, je zapojená sériovo so snímačom. Prúdová cesta by mala pretekať cez snímač, aby mohol presne merať prúd, ktorý ním prechádza. Snímač má dva prúdové vstupné piny; pripojte kladný vodič záťaže na jeden z týchto pinov a druhý pin na kladný terminál napájacieho zdroja. Záporná strana napájacieho zdroja by mala byť pripojená na záporný terminál záťaže. Toto zapojenie umožňuje snímaču merať prúd tečúci do záťaže.

Príklady kódu a vysvetlenie

Kód Arduina na čítanie hodnôt zo snímača ACS758 je jednoduchý. Nižšie je ukážka z pokročilého kódu, ktorý inicializuje snímač a číta napätie:

#define VIN A0 // definuje pin Arduina A0 ako napäťový vstup (V in)
const float VCC = 5.0; // napájacie napätie
const float FACTOR = 20.0 / 1000; // citlivosť pre ACS758-100B
Tento kód definuje analógový vstupný pin a nastavuje napájacie napätie. Tiež vypočítava faktor citlivosti na základe použitého modelu, čo je nevyhnutné pre presné odčítanie prúdu. Ďalšou dôležitou časťou kódu je funkcia loop, ktorá nepretržite číta napätie zo snímača:

void loop() {
  float voltage_raw = (5.0 / 1023.0) * analogRead(VIN); // Prečítanie napätia zo snímača
  float current = (voltage_raw - (VCC * 0.5)) / FACTOR; // Výpočet prúdu
  Serial.print("Prúd: ");
  Serial.println(current, 2); // Vytlačenie hodnoty prúdu
}
V tejto časti kód číta napätie zo snímača, upravuje ho na základe pokojového výstupného napätia a vypočítava prúd pomocou definovaného faktora citlivosti. Hodnota prúdu sa potom vytlačí na sériový monitor. Pre úplné pochopenie štruktúry a funkčnosti kódu si pozrite celý kód uvedený nižšie v článku.

Demonštrácia / Čo očakávať

Keď je všetko správne zapojené a kód je nahraný, mali by ste vidieť hodnoty prúdu zobrazené na sériovom monitore. Odčítanie sa aktualizuje každú pol sekundu, ako je definované v kóde. Ak je prúd pod limitom odpojenia nastaveným v kóde, zobrazí sa správa "Žiadny prúd". Tento limit odpojenia pomáha filtrovať šum a malé odchýlky v odčítaní prúdu. Buďte opatrní pri obrátenej polarite pripojení, pretože to môže poškodiť snímač. Vždy sa uistite, že snímač je správne zapojený sériovo so záťažou, a monitorujte výstup, aby ste potvrdili presné odčítanie. Video poskytuje ďalší kontext a demonštrácie (vo videu o 12:30).

Obrázky

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
100-Advanced Arduino code for the Allegro ACS758 current sensor
Jazyk: 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)
Jazyk: 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
Jazyk: 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);
}

Zdroje a referencie

Zatiaľ žiadne zdroje.

Súbory📁

Iné súbory