Arduino Pro Mini + токовый датчик GY-712 ведут контроль перегорания ламп

Содержание:

• Обзор
• Технические характеристики модуля
• Подключение
• Пример использования
• Часто задаваемые вопросы FAQ

Измерение и контроль протекающего тока являются принципиальным требованием для широкого круга приложений, включая схемы защиты от перегрузки по току, зарядные устройства, импульсные источники питания, программируемые источники тока и пр. Один из простейших методов измерения тока –использование резистора с малым сопротивлением, – шунта между нагрузкой и общим проводом, падение напряжения на котором пропорционально протекающему току. Несмотря на то, что данный метод очень прост в реализации, точность измерений оставляет желать лучшего, т.к. сопротивление шунта зависит от температуры, которая не является постоянной. Кроме того, такой метод не позволяет организовать гальваническую развязку между нагрузкой и измерителем тока, что очень важно в приложениях, где нагрузка питается высоким напряжением. Датчик тока ACS712 основан на эффекте Холла, суть которого в следующем: если проводник с током помещён в магнитное поле, на его краях возникает ЭДС, направленная перпендикулярно к направлению тока и направлению магнитного поля (рисунок 1).

Рисунок 1. Эффект Холла.

Датчик тока ACS712  состоит из датчика Холла и медного проводника. Протекающий через медный проводник ток создает магнитное поле, которое воспринимается элементом Холла. Магнитное поле линейно зависит от силы тока. ACS712 датчик построен на эффекте Холла и имеет линейную зависимость измеряемого тока и выходного сигнального напряжения. Уровень выходного напряжения сенсора пропорционально зависит от измеряемого тока. Диапазон измерения от −5 А до 5 A. Чувствительность — 185 мВ/А. При отсутствии тока выходное напряжение будет равняться половине напряжения питания. Датчики ACS712 и ACS713 питаются от +5В и имеют выход по напряжению. При токе равном нулю напряжение на выходе для ACS712 равно 2,5В и отклоняется в или ближе к нулю или ближе к напряжению питания — зависит от направления протекания тока. ACS712 обеспечивает экономное и прецизионное решение для измерения AC и DC тока в промышленных, автомобильных, коммерческих системах и системах связи. Корпус устройства обеспечивает удобную реализацию для пользователя. Устройство состоит из прецизионного линейного датчика тока на базе эффекта Холла с медным проводником на нижней части. Прикладываемый к медному проводнику ток создает, улавливаемое датчиком, магнитное поле, которое преобразуется в пропорциональное напряжение. Точность устройства оптимизирована за счет непосредственной близости от магнитного сигнала к датчику. Напряжение обеспечивается BiCMOS Hall микросхемой с низким смещением и заводскими настройками точности.

Технические характеристики ACS712

• ACS712 работает с постоянным и переменным током;
• Чувствительность датчиков:
• ACS712 5А: 185 мВ/А;
• ACS712 20А: 100 мВ/А;
• ACS712 30А: 66 мВ/А;
• ACS713 20А: 185 мВ/А;
• ACS713 30А: 133 мВ/А.
• Напряжение питания +5,0 В;
• Ток потребления не превышает 11мА;
• Сопротивление токовой шины 1,2 мОм;
• Температура эксплуатации -40°C…+85°C;
• Размер 31мм х 13мм.

Подключение датчик тока ACS712 к плате Arduino

Для подключения ACS712 к плате Arduino используют 3 провода:

• VCC – питание (опорное напряжение 5В);
• GND – земля;
• OUT – сигнальный (подключается к аналоговому выводу контроллера Arduino).

Для измерения тока датчик подключается в разрыв цепи между источником питания и нагрузкой. Схема подключения к плате Arduino показана на рисунке 2.

Рисунок 2. Подключение датчика тока ACS712 к плате Arduino.

Пример использования

Датчик тока подключается к нагрузке в разрыв цепи через колодки под винт. Для работы с датчиком мы можно использовать библиотеку TroykaCurrent, которая переводит значения аналогового выхода датчика в миллиамперы. В листинге 1 представлен скетч для измерения постоянного тока. Листинг 1

// пин подключения контакта OUT    #define PIN_OUT A0    // подключение библиотеки    #include         // создание объекта    ACS712 dataI(PIN_OUT);        void setup()    {    // запуск последовательного порта    Serial.begin(9600);    }        void loop()    {    // вывод показаний в последовательный порт    Serial.print("i = ");    Serial.print(dataI.readCurrentDC());    Serial.println(" A");    delay(1000);    }

Загружаем скетч на плату Arduino, подключаем нагрузку к источнику питания 12В и смотрим значение тока при подключении хоппера выдачи монет (рис. 4) и двигателя для вендингового аппарата (рис. 6).

Рисунок 3. Подключение хоппера выдачи монет к источнику питания 12В.

Рисунок 4. Измерение силы тока при подключении хоппера выдачи монет к источнику питания 12В.

 Рисунок 5. Подключение двигателя для вендингового аппарата к источнику питания 12В.

Рисунок 6. Измерение силы тока при подключении двигателя для вендингового аппарата к источнику питания 12В.

В листинге 2 представлен скетч для измерения переменного тока. Листинг 2

// пин подключения контакта OUT    #define PIN_OUT A0    // подключение библиотеки    #include         // создание объекта    ACS712 dataI(PIN_OUT);        void setup()    {    // запуск последовательного порта    Serial.begin(9600);    }        void loop()    {    // вывод показаний в последовательный порт    Serial.print("Current is ");    Serial.print(dataI.readCurrentAC());    Serial.println(" A");    delay(1000);    }    

Часто задаваемые вопросы FAQ

1. Нет измерения тока при подключении нагрузки

• Проверьте правильность подключения датчика тока.
• Проверьте наличие достаточного внешнего питания сервопривода.

1. Значение тока отрицательное

• Поменяйте полярность подключения проводов к клеммам датчика тока.

Всем привет. Хочу поделится одним из проектом созданным на базе Arduino. Для меня работа с токовыми датчиками GY-712 была впервые. Перед созданием этого проекта создавался тестовый блок. Если вам уже интересно, тогда продолжим. Здесь я расскажу об одном модуле, так как описывать и зарисовывать 7 модулей не очень-то и легко. Было тех задание: 1) Лампы(фонари) 50-65ВТ 220В переменка или 24В постоянка; 2) Индикация работы лампы (светодиод на панели); 3) Звуковая индикация перегоревшей лампы. Решение было принято такое: Используем токовый датчик GY-712 5А По причинам: 1) Меряет переменный и постоянный ток; 2) Легко подключается к контроллеру; 3) Компактный; 4) Недорогой при заказе с Китая. Давайте посмотрим на схему: Как работает программа. При старте он проверяется, включен ли тумблер, если включен ты выдается звуковой сигнал и световая индикация, что бы датчик можно было откалибровать без нагрузки. Если тумблер выключить то прога выдаст звук + индикация. Далее идет калибровка. После калибровки – звуковой сигнал. И стартует основная программа. Контроль тумблера, если включен то контроль тока нагрузки лампы, если ток выше заданного порога то включить индикацию если тока нет, то выключить индикацию и выдать звуковой сигнал. Вот простая схема без контроля тумблера, просто световая индикация. Это на тот случай кому просто нужен будет световой индикатор нагрузки – но тогда можно просто намотать на ферритовое кольцо провода(сделать трансформатор тока) и подключить светодиодик. Фото тестов: Видео теста:Пример программы для одного модуля. IDE 1.5.2

Перевёл alexlevchenko для mozgochiny.ru

Доброго времени суток. В сегодняшней статье мы поговорим о том, каксделать простой счетчик электроэнергии с поддержкой Wi-Fi своимируками.

Шаг 1: Необходимые детали и инструменты

Необходимые компоненты:

• Wemos D1 mini pro;
• Датчик тока ACS712;
• OLED дисплей;
• 5В блок питания;
• Монтажная плата 4 х 6 см;
• Провода;
• Гнезда под «гребенку»;
• Перемычки;
• Винтовые клеммы;
• Стойки;
• Вилка+розетка
• Самозажимные клеммы;
• Тумблер.

Необходимые инструменты:

• Паяльник;
• Клеевой пистолет;
• Кусачки / стриппер.

Шаг 2: Как это работает?

Питание поступает от сети переменного тока и проходит через предохранитель, для предотвращения повреждения печатной платы во время короткого замыкания.

Провода переменного тока расходятся в два направления:

• К нагрузке через датчик тока (ACS712);
• 230V AC / 5V DC к блоку питания.

Блок питания 5 В обеспечивает питание микроконтроллера (Arduino / Wemos), датчика тока (ACS712) и OLED-дисплея.

Величина тока, определяется датчиком тока (ACS712). Считанное значение подается на аналоговый вывод (A0) платы Arduino / Wemos. Как только аналоговый сигнал заходит в Arduino, расчет мощности выполняется по алгоритму приложения Arduino.

Расчетное значение отображаются на 0,96-дюймовом дисплее OLED.

Встроенный WiFi-чип Wemos подключен к домашнему маршрутизатору и связан с приложением Blynk. Таким образом, можно контролировать параметры, а также калибровать и изменять различные настройки со своего смартфона через OTA.

Шаг 3: Матчасть

В цепях переменного тока ток изменяются синусоидально со временем.

Активная мощность (P): мощность, используемая устройством для производства полезной работы. Она выражается в кВт.

• Активная мощность = напряжение (V) * ток (I) * cosΦ

Реактивная мощность (Q): мощность, которая не была передана в нагрузку, а привела к потерям на нагрев и излучение. Не приносит никакой полезной работы. Она выражается в кВАр.

• Реактивная мощность = напряжение (V) * ток (I) * sinΦ

Полная мощность (S): определяется, как произведение действующего значение напряжения на действующее значение тока. Также может быть определена, как сумма активной и реактивной мощности. Выражается в кВА

• Полная мощность = напряжение (V) * ток (I)

Отношения между активной, реактивной и полной мощностью:

• Активная мощность = полная мощность * cosΦ
• Реактивная мощность = полная мощность * sinΦ
• (кВА) ² = (кВт) ² + (кВАр) ²

Коэффициент мощности (пф): отношение активной мощности к полной мощности в цепи.

• Коэффициент мощности = активная мощность / полная мощность

Из вышесказанного ясно, что мы можем измерить любую мощность, а также коэффициент мощности, измеряя напряжение и ток.

Шаг 4: Датчик тока

Величина переменного тока измеряется с помощью трансформатора тока, но для этого проекта был выбран ACS712 — датчик тока с эффектом Холла, который измеряет ток при наведении. Обнаруженное магнитное поле вокруг провода, дает эквивалентное аналоговое выходное напряжение. Затем напряжения обрабатывается микроконтроллером для измерения тока, протекающего через нагрузку.

Шаг 5: Измерение тока с помощью ACS712

Выходной сигнал датчика тока ACS712 представляет собой волну. Нам необходимо рассчитать среднеквадратичное значение тока, это можно сделать следующим образом.

• Измеряем напряжения Vpp (полную амплитуду);
• Делим напряжение Vpp на два, чтобы получить амплитудное напряжение Vp;
• Умножаем полученное значение на 0,707, получив действующее напряжение (Vrms)

Затем умножим на чувствительность датчика тока (ACS712), чтобы получить действующее значение тока.

• Vp = Vpp / 2
• Vrms = Vp x 0,707
• Irms = Vrms x Чувствительность

Чувствительность модуля ACS712:

• 5A составляет 185 мВ / A;
• модуля 20A — 100 мВ / A;
• модуля 30A — 66 мВ / A.

Подключение датчика (ACS712 Arduino / Wemos)

• VCC = 5 В
• OUT = A0
• GND = GND

Шаг 6: Расчет мощности

Причина не использовать датчик напряжения связана с ограниченным количеством аналоговых выводов Wemos (только один). Хотя дополнительный датчик можно подключить с помощью АЦП, такого как ADS1115.

Коэффициент мощности нагрузки можно изменить во время программирования или из приложения для смартфона.

• Активная мощность (Вт) = Vrms x Irms x Pf
• Vrms = 230 В (известно)
• Pf = 0,85 (известно)
• Irms = чтение с текущего датчика (неизвестно)

Шаг 7: Приложение Blynk

Так как на плате Wemos есть встроенный чип WiFi. Преимущества использования платы Wemos: калибровка датчика и изменение значения параметров со смартфона через OTA без физического повторного программирования микроконтроллера.

Blynk — это приложение, которое обеспечивает полный контроль над Arduino, ESP8266, Rasberry, Intel Edison и многими другими аппаратными средствами. Приложение совместимо как с Android, так и с iPhone. В Blynk все работает на «Energy». Когда вы создаете новую учетную запись, вы получаете 2000 фунтов стерлингов, чтобы начать эксперимент; Каждый виджет нуждается в энергии для работы. Для этого проекта вам нужно 2400 фунтов стерлингов, поэтому вы должны приобрести дополнительную энергию 400 фунтов стерлингов (стоимость менее 1 доллара США)

• Датчик — 2 х 200 = 400;
• Отображение маркировки — 2 x 400 = 800;
• Ползунки — 4 х 200 = 800;
• Меню — 1x 400 = 400.

Общая энергия, необходимая для этого проекта = 400 + 800 + 800 + 400 = 2400

Выполним следующие шаги:

Загружаем приложение Blynk

• Для Android
• Для iPhone

Авторизация

Чтобы подключить приложение Blynk к оборудованию, нужно авторизироваться.

• Создаем новую учетную запись в приложении Blynk.
• Нажмём значок QR в верхней строке меню. Создадим клон этого проекта, отсканировав QR-код, показанный выше. Как только он будет успешно обнаружен, весь проект будет немедленно загружен на телефоне.
• После создания проекта будет выслано письмо на электронную почту.
• Проверим свою электронную почту и пройдём авторизацию.

Подготовка Arduino IDE для Wemos Board

Чтобы загрузить код Arduino на Wemos, вы должны следовать этим инструкциям

Устанавливаем библиотеки

Импортируем библиотеку в Arduino IDE

Скачать Blynk Library

Загрузим библиотеки для дисплея OLED:

• Как сделать детский стенд для альпинизма своими руками— 13.04.2020
• Балконный мини пруд своими руками— 07.04.2020
• Самодельная сигнализация на холодильник своими руками— 03.04.2020
• Велосипедная подставка своими руками— 01.04.2020
• Садовый светильник своими руками— 30.03.2020
• Мини сауна на приусадебном участке своими руками— 28.03.2020
• Кукольный домик своими руками— 24.03.2020
• Светильник «Инопланетное похищение» своими руками— 23.03.2020
• Аварийный запас продуктов длительного хранения— 22.03.2020
• Как сделать велосипедный прицеп без сварки своими руками— 22.03.2020
• Водонепроницаемый розжиг для костра своими руками— 21.03.2020
• Детская стиральная машина своими руками— 20.03.2020
• Настольная игра «Вышибала» своими руками— 18.03.2020
• Походный набор столовых приборов своими руками— 15.03.2020
• Калимба — музыкальный инструмент из мусора своими руками— 14.03.2020

Ремонт модема на …Мини сауна на при…Офисный мини-крюк…ʘ — Неубиваемая ф…Настенное панно «…Необычные ночники…Используемые источники:

• https://3d-diy.ru/wiki/arduino-datchiki/datchik-toka-acs712/
• https://habr.com/post/249811/
• http://mozgochiny.ru/idey-dlya-doma/schetchik-elektroenergii-na-arduino-svoimi-rukami/