Коло дигиталног амперметра помоћу микроконтролера пиц и ацс712

Мерење напона и струје увек ће бити корисно приликом израде или отклањања грешака у било ком електричном систему. У овом пројекту израдићемо сопствени дигитални амперметар помоћу микроконтролера ПИЦ16Ф877А и тренутног сензора АЦС712-5А. Овај пројекат може да мери и једносмерну и једносмерну струју у опсегу од 0-30А са тачношћу од 0,3А. Са неколико модификација кода, такође можете да користите ово коло за мерење до 30А. Па кренимо !!!

Потребни материјали:

ПИЦ16Ф877А
7805 Регулатор напона
АЦС712 тренутни сензор
ЛЦД екран од 16 * 2
Разводна кутија и оптерећење (Само за тестирање)
Повезивање жица
Кондензатори
Бреадбоард.
Напајање - 12В

Рад сензора струје АЦС712:

Пре него што започнемо изградњу пројекта, веома нам је важно да разумемо рад сензора струје АЦС712, јер је он кључна компонента пројекта. Мерење струје, посебно наизменичне струје, увек је тежак задатак због буке која је повезана са неправилним проблемом изолације итд. Али, уз помоћ овог модула АЦС712, који је дизајнирао Аллегро, постало је много лакше.

Овај модул ради на принципу Хол-ефекта, који је открио др Едвин Халл. Према његовом принципу, када се проводник за струју стави у магнетно поље, на његовим ивицама се ствара напон окомит на правце и струје и магнетног поља. Не улазимо превише дубоко у концепт, већ једноставно речено користимо Халл-ов сензор за мерење магнетног поља око проводника струје. Ово мерење ће бити изражено у миливолтима које смо назвали напоном хале. Овај измерени напон у хали пропорционалан је струји која је текла кроз проводник.

Главна предност употребе АЦС712 струјног сензора је у томе што може да мери и једносмерну и једносмерну струју, а такође обезбеђује изолацију између оптерећења (АЦ / ДЦ оптерећење) и мерне јединице (део микроконтролера). Као што је приказано на слици, на модулу имамо три пина, односно Вцц, Воут и Гроунд.

2-пинска стезаљка је место кроз које треба проћи струјну проводну жицу. Модул ради на + 5В, тако да Вцц треба напајати од 5В, а уземљење треба повезати са масом система. Воут пин има помак напона од 2500мВ, што значи да када кроз жицу не протиче струја, излазни напон ће бити 2500мВ, а када је струја позитивна, напон ће бити већи од 2500мВ, а када је струја негативна, напон ће бити мањи од 2500мВ.

Користићемо АДЦ модул ПИЦ микроконтролера за очитавање излазног напона (Воут) модула, који ће бити 512 (2500мВ) када кроз жицу не пролази струја. Ова вредност ће се смањивати како струја тече у негативном смеру, а повећаваће се како ће струја тећи у позитивном смеру. Табела у наставку ће вам помоћи да разумете како се излазни напон и вредност АДЦ разликују у зависности од струје која пролази кроз жицу.

Ове вредности су израчунате на основу података датих у техничком листу АЦС712. Такође их можете израчунати користећи следеће формуле:

Напон напона (мВ) = (вредност АДЦ / 1023) * 5000 струја кроз жицу (А) = (излаз (мв) -2500) / 185

Сада када знамо како делује сензор АЦС712 и шта можемо од њега очекивати. Пређимо на дијаграм кола.

Кружни дијаграм:

Комплетна шема овог Пројекта дигиталних амперметара приказана је на доњој слици.

Комплетни круг дигиталног струјомера ради на + 5В што регулише регулатор напона 7805. Користили смо ЛЦД од 16Кс2 за приказ вредности струје. Излазни пин тренутног сензора (Воут) повезан је на ^7. пин ПИЦ-а који је АН4 за очитавање аналогног напона.

Даље пин веза за ПИЦ приказана је у доњој табели

С.Но:	Пин број	Пин Наме	Повезан
1	21	РД2	РС ЛЦД
2	22	РД3	Е ЛЦД
3	27	РД4	Д4 ЛЦД-а
4	28	РД5	Д5 ЛЦД-а
5	29	РД6	Д6 ЛЦД-а
6	30	РД7	Д7 ЛЦД-а
7	7	АН4	Глас тренутног Сеснора

Можете да направите овај круг дигиталног амперметра на плочи или да користите перф плочу. Ако сте пратили водиче за ПИЦ, можете такође поново користити хардвер који смо користили за учење ПИЦ микроконтролера. Овде смо користили исту перф плочу коју смо направили за ЛЕД трептање са ПИЦ микроконтролером, као што је приказано доле:

Напомена: Није неопходно да направите ову плочу, можете једноставно следити дијаграм кола и направити круг на плочи за хлеб и користити било који комплет дампера да бисте свој програм избацили у ПИЦ микроконтролер.

Симулација:

Ово струјно коло мерача такође може бити симулирано помоћу Протеуса пре него што стварно наставите са хардвером. Доделите хек датотеку кода датог на крају овог водича и кликните на дугме за репродукцију. Требали бисте бити у стању да приметите струју на ЛЦД дисплеју. Користио сам лампу као АЦ напон, можете променити унутрашњи отпор лампе кликом на њу да бисте променили струју која кроз њу тече.

Као што можете видети на горњој слици, амперметар показује стварну струју која тече кроз лампу и износи око 3,52 А, а ЛЦД приказује струју од око 3,6 А. Међутим, у практичном случају можемо добити грешку до 0,2А. Вредност АДЦ и напон у (мВ) су такође приказани на ЛЦД-у ради вашег разумевања.

Програмирање ПИЦ микроконтролера:

Као што је раније речено, комплетан код се може наћи на крају овог чланка. Код се сам објашњава линијама коментара и само укључује концепт повезивања ЛЦД-а са ПИЦ микроконтролером и коришћењем АДЦ модула у ПИЦ микроконтролеру, што смо већ обрађивали у нашим претходним водичима о учењу ПИЦ микроконтролера.

Вредност очитана са сензора неће бити тачна, јер се струја мења и такође је изложена буци. Стога вредност АДЦ читамо 20 пута и просечујемо је да бисмо добили одговарајућу тренутну вредност као што је приказано у доњем коду.

Користили смо исте формуле које су горе објашњене за израчунавање напона и вредности струје.

фор (инт и = 0; и <20; и ++) // Прочитана вредност 20 пута {адц = 0; адц = АДЦ_Реад (4); // Очитавање напона АДЦ = адц * 4.8828; // Израчунај напон ако је (Напон> = 2500) // Ако је струја позитивна Појачала + = ((Напон-2500) /18,5); елсе иф (Волтаге <= 2500) // Ако је струја негативна Ампс + = ((2500-Волтаге) /18.5); } Појачала / = 20; // Просек вредности која је прочитана 20 пута

Будући да овај пројекат такође може очитавати наизменичну струју, тренутни проток ће такође бити негативан и позитиван. То је вредност излазног напона изнад и испод 2500мВ. Као што је приказано доле, мењамо формуле негативне и позитивне струје тако да не добијамо негативну вредност.

иф (Волтаге> = 2500) // Ако је струја позитивна Ампс + = ((Волтаге-2500) /18.5); елсе иф (Волтаге <= 2500) // Ако је струја негативна Ампс + = ((2500-Волтаге) /18.5);

Коришћење сензора струје од 30А:

Ако треба да измерите струју већу од 5А, једноставно можете купити модул АЦС712-30А и повезати га на исти начин и променити доњи ред кода заменом 18,5 са 0,66 као што је приказано доле:

иф (Волтаге> = 2500) // Ако је струја позитивна Ампс + = ((Волтаге-2500) /0.66); елсе иф (Волтаге <= 2500) // Ако је струја негативна Ампс + = ((2500-Волтаге) /0.66);

Такође проверите Амперметар од 100 мА помоћу АВР микроконтролера ако желите да мерите слабу струју.

Рад:

Након што сте програмирали ПИЦ микроконтролер и припремили свој хардвер. Једноставно укључите терет и ваш ПИЦ микроконтролер, требало би да видите струју која пролази кроз жицу приказану на вашем ЛЦД екрану.

НАПОМЕНА: АКО користите АСЦ7125А модул, уверите се да ваше оптерећење не троши више од 5А, такође користите жице већег профила за проводнике струје.

Комплетан рад пројекта амперметра заснован на ПИЦ микроконтролеру приказан је у видеу испод. Надам се да сте покренули пројекат и уживали сте у њему. Ако сумњате, можете их написати у одељку за коментаре испод или објавити на нашим форумима.