Ampérmetr s ACS712
Měřící přístroje
Stejnosměrný ampérmetr do 5A.
Pro měření stejnosměrného proudu je použitý modul s proudovým senzorem ACS712 - 5A. Má 3 propojovací piny. +5V, GND a OUT.
Měřená zátěž se zapojí na svorkovnici. Pro měření a zobrazení proudu je použitý PIC16F684.
Popis modulu ACS712:
Modul neměří úbytek napětí na odporu, ale pracuje na principu Halova jevu. Může měřit stejnosměrný i střídavý proud. Je tvořen polovodičovou destičkou, přes kterou prochází proud. Vznikne magnetické pole a vlivem indukčního toku se přeskupují náboje v destičce na jednu stranu. Na jedné straně je
náboj kladný, na druhé záporný. Tím vznikne Halovo napětí, které je změřeno procesorem.
Modul je napájený stabilizovaným dc napětím 5V. Pokud neprochází senzorem proud, tak na výstupu modulu je poloviční napájecí napětí.
Průchodem proudu přes senzor vznikne napětí. Podle dataschetu by mělo být 185mV na 1A. Měl jsem modul, na kterém bylo napětí 330mV na 1A.
Doporučené napětí zátěže DC 70V, AC 50V.
Pro měření střídavého proudu je potřeba do procesoru nahrát jiný program.
Popis:
Mikroprocesor měří napětí z modulu AD převodníkem 50x. Součet dělí 50. To je průměrná hodnota napětí. Napětí přepočítá na proud a zobrazí na dvou místném LED displeji. Měření se provádí 2x za vteřinu. Referenční napětí pro AD převodník je napájecí napětí procesoru.
Tento ampérmetr měří od 0 do 6A s krokem 100mA. To je na desetiny ampéru. Je to tak. Nespletl jsem se, do 6A. Použití pro nabíječky akumulátorů,
měření proudu různých elektrických spotřeničů. Napájecí zdroj zátěže může být akumulátor, spínaný zdroj, solární panel apod.
Ampérmetr je napájený samostatným zdrojem o napětí 9 - 12V. Napájecí napětí 5V pro modul se odebírá z ampérmetru. + na výstupu stabilizátoru 5V,
GNG na GND ampérmetru. Výstup napětí z modulu ( OUT ) na vstup ampérmetru. Odběr proudu ampérmetu + proudový senzor ACS712 je kolem 40mA. Doporučuji napájecí napětí ampérmetru 9 - 12V. Při 12V je ztrátový výkon na 5V stabilizátoru napětí 280mW. ( 12 - 5 ) = 7 x 40 = 280. Při větším napětí
by to stabilizátor napětí nemusel vydržet.
Příklad výpočtu:
Připojíme napájecí napětí 5V na modul ACS712. Není připojená zátěž a změříme napětí na výstupu modulu ACS712. Naměřil jsem 2,48V. Potom připojíme zátěž, např. rezistor 12Ω / 50W. Do série s rezistorem zapojíme ampérmetr a regulovaným zdrojem nastavíme napětí, při kterém bude procházet proud 1A.
( Napětí kolem 12V ). Lepší je použít elektronickou zátěž, která zobrazuje odebíraný proud. U vyrobeného ampérmetru porovnáme přesnost měření
s údaji na elektronické zátěži, na které si můžeme přidávat proud po 100mA. Naměřené napětí na výstupu modulu 2,81V při proudu 1A.
2,81 - 2,48 = 0,330V. To je napětí, o které se zvýší napětí na výstupu modulu ACS712 na každý další ampér.
Konstanta = 0,330 x 1000 = 330
Vzorec:
napětí = ( AD x 5000 ) / 1023
proud = ( napětí - 2500 x 100) / konstanta
2500 = offset
Příklad:
Proud 0,4A. Konstanta = 330
AD = 539 při 0,4A
( 539 x 5000 ) / 1023 = 2634
( 2634 - 2500 x 100 ) / 330 = 40,72 zobrazí desítky 0,4A
--------------------------------------------------------------------------
Proud 5A. Konstanta = 330
AD = 852 při 5A
( 852 x 5000 ) / 1023 = 4164
( 4164 -2500 x 100 ) / 330 = 504,24 zobrazí stovky a desítky 5,0A
Tech. data.
Napájecí napětí: 5V
Rozsah měření proudu: ±5A
Výstupní hodnota při I= 0A: Vcc/2
Citlivost: 185mV/A
Chyba měření (25°C): < 1,5 %
Vnitřní odpor senzoru: 1,2mohm
Doba náběhu (rise time): 5us
Izolační napětí: 2,1kVRMS
Šířka pásma: 80kHz
Pracovní teplota: –40°C – +85°C
Rozměr: 31×13mm
Schéma zapojení:
Porovnání naměřeného proudu.
Elektronická zátěž.
