مستشعر التيار Allegro ACS758 مع شاشة LCD وحماية من التيار الزائد لأردوينو
في هذا الدرس سنتعلم كيفية استخدام حساس التيار Allegro ACS758 مع شاشة LCD لعرض قراءات التيار وتنفيذ حماية من التيار الزائد. يتيح هذا الإعداد مراقبة التيار وفصل الحمل تلقائيًا إذا تجاوز الحد المحدد مسبقًا. يجمع المشروع بين مكونات مادية وبرمجية لإنشاء نظام رصد تيار عملي.

باتباع هذا الدليل، ستتمكن من توصيل المكونات بشكل صحيح وفهم منطق البرمجة الكامن وراء الكود. لمزيد من الشرح المرئي، تأكد من الاطلاع على الفيديو المرفق (في الفيديو عند 00:00).
شرح الأجهزة
المكونات الرئيسية في هذا المشروع تشمل حساس التيار Allegro ACS758، وشاشة LCD1602 بواجهة I2C، ولوحة أردوينو. يقوم حساس ACS758 بقياس التيار المار خلاله ويخرج جهدًا متناسبًا مع التيار. تعرض شاشة LCD1602 قراءات التيار ورسائل الحالة، بينما يعالج الأردوينو البيانات ويتحكم في المرحل لتوفير حماية من التيار الزائد.
يعمل مستشعر ACS758 على مبدأ يُسمى استشعار تأثير هول، مما يتيح له قياس التيار دون اتصال كهربائي مباشر. يتغير جهد الخرج بناءً على مقدار التيار المارّ، مما يوفر وسيلة آمنة وفعالة لمراقبة الأحمال الكهربائية.
تفاصيل ورقة البيانات
| الشركة المصنعة | أليغرو مايكروسيستمز |
|---|---|
| رقم القطعة | ACS758 |
| جهد المنطق/الإدخال والإخراج | 3.3 فولت / 5 فولت |
| جهد التغذية | 5V |
| تيار الإخراج (لكل قناة) | 200 أمبير كحد أقصى |
| التيار الأقصى (لكل قناة) | 200 أمبير |
| إرشادات تردد PWM | غير متاح |
| عتبات منطقية للإدخال | 0.5 x VCC (ثنائي الاتجاه) |
| هبوط الجهد / Rالمصرف-المصدر (في حالة التوصيل)/ تشبع | غير متاح |
| الحدود الحرارية | 150 درجة مئوية |
| حزمة | تركيب على لوحة الدوائر المطبوعة |
| ملاحظات / متغيرات | تتوفر عدة نماذج لنطاقات تيار مختلفة |
- تأكد من تركيب مشتت حراري مناسب إذا كنت تعمل بالقرب من الحدود القصوى للمواصفات.
- استخدم مكثفات فكّ الارتباط لتثبيت جهد مصدر الطاقة.
- تحقق من أن المرحل المستخدم قادر على تحمل أقصى تيار للحمل.
- كن حذرًا عند توصيل الأسلاك لتجنب القصر الكهربائي.
- من الأخطاء الشائعة وجود مدخلات عائمة؛ تأكد من أن جميع التوصيلات مؤمّنة.
- راقب ارتفاع حرارة المستشعر أثناء الاستخدام المطوّل.
المكونات المطلوبة
- مستشعر التيار ACS758
- مرحل 12 فولت 100 أمبير
- شاشة LCD1602 مع I2C (4 أسلاك)
- ترانزستور 2N2222 أو 2N3904
- 1 كيلو أوم 1/4 واط أو أي مقاوم طاقة
- مزود طاقة للمرحّل
- مزود الطاقة للحمل الخاص بك
- لوحة التجارب
- أسلاك التوصيل
تعليمات التوصيل الكهربائي

لتوصيل حساس التيار Allegro ACS758 وشاشة LCD1602، ابدأ بتوصيل حساس ACS758. قم بتوصيل الـVCCدبوس المستشعر إلى دبوس 5V على الأردوينو. الـGNDيجب توصيل الدبوس بدبوس التأريض على لوحة أردوينو. الـSيجب توصيل دبوس (الإشارة) للحساس بدبوس الإدخال التماثليA0على الأردوينو.
بعد ذلك، بالنسبة لشاشة LCD1602، قم بتوصيل الـVCCالدبوس إلى دبوس 5V على الأردوينو وGNDثبّت على الأرض. الـSDAيجب توصيل دبوس شاشة LCD بـA4دبوس (SDA) على لوحة الأردوينو، بينما الـSCLيجب أن يتصل الدبوس بـA5الدبوس (SCL) على الأردوينو. أخيرًا، قم بتوصيل وحدة مرحل إلى الدبوس الرقمي2للتحكم في الحمل بناءً على قراءات التيار.
أمثلة على الكود وشرح خطوة بخطوة
في كود أردوينو، نبدأ بتعريف المعرفات الرئيسية مثلVIN، والذي يمثل دبوس الإدخال التناظري المتصل بمستشعر ACS758. الـrelayPinمُعيّن للتحكم في المرحّل، بينماmaxCurrentيحدد عتبة الحماية من التيار الزائد.
#define VIN A0 // define the Arduino pin A0 as voltage input (V in)
const int relayPin = 2; // set a digital pin for relay
const float maxCurrent = 15.00; // set maximum Current
الsetup()تقوم الدالة بتهيئة شاشة LCD وتضبط دبوس الريليه كمخرج. كما تطبع رسالة ترحيب على الشاشة تُخبر المستخدم بمستشعر التيار المستخدم حالياً.
void setup() {
pinMode(relayPin, OUTPUT); // set relayPin as output
Serial.begin(9600); // initialize serial monitor
lcd.begin(); // initialize the LCD
lcd.backlight(); // Turn on the blacklight
lcd.print("Robojax");
}
في الـloop()في هذه الدالة نقرأ الجهد من المستشعر باستمرار ونحسب التيار. إذا تجاوز التيار الحد الأقصى، يتم تفعيل المرحل لفصل الحمل. يضمن هذا المنطق أن يحمي النظام نفسه من حالات التيار الزائد.
void loop() {
float voltage_raw = (5.0 / 1023.0) * analogRead(VIN); // Read the voltage from sensor
float current = voltage / FACTOR; // Calculate current
if (current >= minCurrent) {
if (current <= maxCurrent) {
digitalWrite(relayPin, LOW); // turn the relay OFF to allow current
} else {
digitalWrite(relayPin, HIGH); // turn the relay ON to disconnect current
}
}
}
عرض توضيحي / ما يمكن توقعه
بمجرد توصيل كل شيء ورفع الكود، ستعرض شاشة LCD القراءات الحالية. إذا تجاوز التيار المحددmaxCurrentسيعمل المرحل، مفصلاً الحمل. يمكنك اختبار ذلك عن طريق زيادة تيار الحمل تدريجيًا وملاحظة التغيرات على شاشة LCD وفي المراقب التسلسلي. تأكد من تجنب التوصيلات ذات القطبية المعكوسة، لأن ذلك قد يتلف المكونات (في الفيديو عند 10:15).
/*
*
* Arduino Sketch for Allegro ACS758 Current Sensor with LCD1602 & I2C module and current protection
* This sensor can measure current at a range of up to 200A. It has overcurrent protection with a relay to disconnect the load if
* the current reaches beyond the limit.
* It operates with 3.3V or 5V.
* This sketch requires you to watch the following 2 videos before using this code:
* 1- ACS758 Sensor https://www.youtube.com/watch?v=SiHfjzcqnU4
* 2- LCD1602 with I2C https://www.youtube.com/watch?v=q9YC_GVHy5A
* 3- Combined 1 and 2 in one video https://www.youtube.com/watch?v=tug9wjCwDQA
* 4- Allegro ACS with Robojax Library (latest video and code) https://youtu.be/sB6EULTix2k
*
* Written by Ahmad Shamshiri on Tuesday, June 26, 2018 at 17:56 in Ajax, Ontario, Canada
* for Robojax.com
* You can watch a detailed video on the ACS758 Current sensor at: https://youtu.be/SiHfjzcqnU4
* This code has been explained in this video: https://youtu.be/GE4I10IZ1jY
* This code has been downloaded from Robojax.com
*/
#define VIN A0 // define the Arduino pin A0 as voltage input (V in)
const int relayPin = 2;// set a digital pin for relay
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)
const float maxCurrent = 15.00;// set maximum Current
int maxCurrentWait = 6000;// wait time before current is connected
float minCurrent = 1.00;// reading cutt-off 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
The sensitivity array holds 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
// ======== start of LCD1602 with i2C settings
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
// Set the LCD address to 0x27 for a 16 chars and 2 line display
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
// ======= END of LCD1602 with i2C settings
void setup() {
//Robojax.com ACS758 Current Sensor
pinMode(relayPin,OUTPUT);// set relayPin as output
Serial.begin(9600);// initialize serial monitor
Serial.println("Robojax Tutorial");
Serial.println("ACS758 Current Sensor");
Serial.println("with LCD1602 & I2C");
// initialize the LCD,
lcd.begin();
// Turn on the blacklight and print a message.
lcd.backlight();
lcd.clear();
lcd.print("Robojax");
lcd.setCursor (0,1); // go to start of 2nd line
lcd.print("ACS758 Current Sensor");
delay(2000);
lcd.clear();
}
void loop() {
//Robojax code ACS758 with LCD1602 and I2C
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( current >= minCurrent){
if(current <= maxCurrent)
{
Serial.print("Current Limit: ");
Serial.print(maxCurrent,3);// print voltage with 3 decimal places
Serial.print("A, I: ");
Serial.print(current,2); // print the current with 2 decimal places
Serial.println("A");
//start of loop Robojax code ACS758 with LCD1602 and I2C
lcd.clear();
lcd.setCursor (0,0); // set to line 1, char 0
lcd.print("Current: ");
lcd.setCursor (9,0); // go to start of 2nd line
lcd.print(current);
lcd.setCursor (15,0); // go to start of 2nd line
lcd.print("A");
lcd.setCursor (0,1);
lcd.print("I Limit: ");
lcd.setCursor (9,1); // go to start of 2nd line
lcd.print(maxCurrent);
lcd.setCursor (15,1); // go to start of 2nd line
lcd.print("A");
lcd.backlight();
//end of loopcode Robojax code ACS758 with LCD1602 and I2C
digitalWrite(relayPin,LOW);// turn the relay OFF to allow the current.
}else{
// the lines bellow will execute if current reaches above the maxCurrent value
digitalWrite(relayPin,HIGH);// turn the relay ON to disconnect the current.
Serial.print("Max Reached:");
Serial.print(maxCurrent,3);// print the maxCurrent
Serial.println("A");
Serial.print("Disconnected ");
//start of loop Robojax code ACS758 with LCD1602 and I2C
lcd.clear();
lcd.setCursor (0,0); // set to line 1, char 0
lcd.print("I Max: ");
lcd.setCursor (8,0); // go to start of 2nd line
lcd.print(maxCurrent);
lcd.setCursor (15,0); // go to start of 2nd line
lcd.print("A");
lcd.setCursor (0,1);
lcd.print("Disconnected");
lcd.backlight();
//end of loopcode Robojax code ACS758 with LCD1602 and I2C
delay(maxCurrentWait );// wait for maxCurrentWait seconds
}
}else{
Serial.println("No Current");
lcd.clear();
lcd.setCursor (0,0);
lcd.print("No Current");
digitalWrite(relayPin,LOW);// turn the relay OFF to allow the current.
}
delay(500);
}
الأشياء التي قد تحتاجها
-
أمازوناشترِ مرحل 100A 12V من أمازونamzn.to
-
أمازون
-
أمازون
-
علي إكسبريساشترِ شاشة LCD1602 من علي إكسبريسs.click.aliexpress.com
-
علي إكسبريسشراء 10 قطع من LCD1602-I2C من علي إكسبريسs.click.aliexpress.com
-
بانجوداشترِ شاشة LCD1602 من بانجودbanggood.com
الموارد والمراجع
-
خارجي
-
خارجي
-
خارجي
-
خارجياشترِ شاشة LCD1602 من بانجودbanggood.com
-
خارجياشترِ شاشة LCD1602 من علي إكسبريسs.click.aliexpress.com
ملفات📁
ورقة البيانات (pdf)
-
ورقة بيانات حساس التيار ACS758
robojax_ACS758_current_sensor_datasheet.pdf1.03 MB