ACS724 målinger af strømfølere med Arduino: 4 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

I denne instruktør vil vi eksperimentere med at forbinde en ACS724 -strømsensor til en Arduino for at foretage strømmålinger. I dette tilfælde er den aktuelle sensor en +/- 5A sort, der udsender 400 mv/A.

Arduino Uno har en 10 bit ADC, så gode spørgsmål er: Hvor præcis er den aktuelle aflæsning, vi kan få, og hvor stabil er den?

Vi starter med bare at forbinde sensoren til et voltmeter og en strømmåler og foretage analoge aflæsninger for at se, hvor godt sensoren fungerer, og derefter forbinder vi den med en Arduino ADC -pin og ser, hvor godt den fungerer.

Forbrugsvarer

1 - Breadboard2 - Strømforsyninger ved bordet2 - DVM'er1 - ACS724 sensor +/- 5A1 - Arduino Uno1 - LM78053 - 10 ohm, 10W modstande1 - 1nF cap1 - 10nF cap1 - 0.1uF capJumper

Trin 1:

Testkredsløbet er som vist i diagrammet. Forbindelsen fra Arduino 5V -stiften til LM7805 +5V -skinnen er valgfri. Du får muligvis bedre resultater med denne jumper på plads, men pas på med dine ledninger, hvis du bruger den, fordi Arduino er tilsluttet din computer, og den anden strømforsyning vil overstige 5V, når du skruer op for at øge strømmen gennem sensoren.

Hvis du slutter strømforsyningerne sammen, vil sensorens strømforsyning og Arduino -strømforsyningen have nøjagtig det samme +5V referencepunkt, og du ville forvente mere konsekvente resultater.

Jeg gjorde dette uden denne forbindelse, og jeg så en højere nulstrømaflæsning på strømføleren (2.530 V i stedet for den forventede 2.500 V) og lavere end forventet ADC -aflæsning ved nulstrømpunktet. Jeg fik en digital ADC -aflæsning på omkring 507 til 508 uden strøm gennem sensoren, for 2.500V skulle du se en ADC -aflæsning på omkring 512. Jeg korrigerede for dette i softwaren.

Trin 2: Testmålinger

Analoge målinger med et voltmeter og ammeter angav, at sensoren er meget præcis. Ved teststrømme på 0,5A, 1,0A og 1,5A var det nøjagtigt korrekt til millivolten.

ADC -målinger med Arduino var ikke nær så nøjagtige. Disse målinger blev begrænset af 10 bit opløsning af Arduino ADC og problemer med støj (se videoen). På grund af støj sprang ADC -aflæsningen rundt i værste fald op til 10 eller flere trin uden strøm gennem sensoren. I betragtning af at hvert trin repræsenterer omkring 5 mv, er dette omkring en 50 mv udsving og med en 400mv/amp sensor repræsenterer en 50mv/400mv/amp = 125ma udsving! Den eneste måde, jeg kunne få en meningsfuld læsning på, var at tage 10 aflæsninger i træk og derefter gennemsnitlig dem.

Med en 10 bit ADC eller 1024 mulige niveauer og 5V Vcc kan vi løse omkring 5/1023 ~ 5mv pr. Trin. Sensoren slukker 400mv/Amp. Så i bedste fald har vi en opløsning på 5mv/400mv/amp ~ 12,5ma.

Så kombinationen af udsving på grund af støj og lav opløsning betyder, at vi ikke kan bruge denne metode til nøjagtigt og konsekvent at måle strøm, især små strømme. Vi kan bruge denne metode til at give os en idé om det nuværende niveau ved højere strømme, men det er bare ikke så præcist.

Trin 3: Konklusioner

Konklusioner:

-ACS724 analoge aflæsninger er meget præcise.

-ACS724 burde fungere meget godt med analoge kredsløb. f.eks. styring af strømforsyningsstrøm med en analog feedback -loop.

-Der er problemer med støj og opløsning ved hjælp af ACS724 med Arduino 10 bit ADC.

-Godt nok til bare at overvåge gennemsnitsstrøm for højere strømkredsløb, men ikke godt nok til konstant strømstyring.

-Måske skal du bruge en ekstern 12 bit eller mere ADC -chip for bedre resultater.

Trin 4: Arduino -kode

Her er den kode, jeg brugte til simpelthen at måle Arduino A0 pin ADC -værdien og koden til at konvertere sensorspændingen til strøm og tage gennemsnittet af 10 aflæsninger. Koden er temmelig selvforklarende og kommenteret til konvertering og gennemsnitskode.