قياس التيار مع Arduino

يعد قياس التيار في الدوائر الإلكترونية شرطًا شائعًا للمشاريع التي تتضمن أجهزة استشعار ومحركات ومصابيح LED والمكونات الأخرى. على الرغم من أنه لا يمكن Arduino قياس التيار مباشرة ، يمكنك استخدام المكونات الخارجية مثل المستشعر الحالي أو مقاوم التحويل لقياسه بشكل غير مباشر. سوف يرشدك هذا البرنامج التعليمي خلال عملية قياس التيار باستخدام Arduino.

---

ماذا ستحتاج

1. لوحة أردوينو (على سبيل المثال ، UNO ، Mega ، Nano)
2. المستشعر الحالي (على سبيل المثال ، ACS712 ، INA219) أو تحويلة المقاوم
3. الأسلاك الأسلاك والبلوز
4. جهاز تحميل (على سبيل المثال ، LED أو المحرك أو أي مكون تريد قياسه الحالي)
5. مزود الطاقة (5 فولت أو 12 فولت اعتمادًا على تحميلك)
6. جهاز كمبيوتر مع Arduino IDE مثبت

---

الطريقة 1: استخدام مستشعر حالي

تقوم المستشعرات الحالية مثل ACS712 أو INA219 بتبسيط القياس الحالي من خلال توفير إخراج تمثيلي أو رقمي يتناسب مع التيار.

1. استخدام مستشعر ACS712 الحالي

يقيس مستشعر ACS712 تيار AC و DC ويخرج إشارة تمثيلية تتناسب مع التيار المتدفق من خلاله.

مخطط الأسلاك

ACS712 دبوس	اتصال
VCC	أردوينو 5V
GND	Arduino GND
خارج	Arduino التناظرية دبوس (على سبيل المثال ، A0)
IP+	اتصال الحمل الإيجابي
IP-	اتصال التحميل السلبي

رمز مثال

#define sensorPin A0
const float sensitivity = 0.185; // Sensitivity for ACS712-05B (mV per A)
const int zeroPoint = 512; // Zero current output in ADC counts

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int sensorValue = analogRead(sensorPin);
  float voltage = (sensorValue / 1023.0) * 5.0; // Convert to voltage
  float current = (voltage - (zeroPoint / 1023.0) * 5.0) / sensitivity; // Calculate current

  Serial.print("Current: ");
  Serial.print(current, 3);
  Serial.println(" A");

  delay(1000);
}

---

2. باستخدام المستشعر الحالي INA219

يعد INA219 مستشعرًا حاليًا عالي الدقة يتواصل مع Arduino عبر I2C ، ويقدم قياسات الجهد الحالية والجهد.

مخطط الأسلاك

INA219 دبوس	اتصال
VCC	أردوينو 5V
GND	Arduino GND
SDA	Arduino SDA (على سبيل المثال ، A4 على UNO)
SCL	Arduino SCL (على سبيل المثال ، A5 على UNO)
فين+	اتصال الحمل الإيجابي
فين	اتصال التحميل السلبي

رمز مثال

تثبيت Adafruit INA219 مكتبة عبر مدير مكتبة Arduino.

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_INA219.h>

Adafruit_INA219 ina219;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  if (!ina219.begin()) {
    Serial.println("Failed to find INA219 chip");
    while (1);
  }
}

void loop() {
  float current_mA = ina219.getCurrent_mA();

  Serial.print("Current: ");
  Serial.print(current_mA);
  Serial.println(" mA");

  delay(1000);
}

---

الطريقة 2: استخدام مقاوم التحويل

مقاوم التحويل هو مقاوم منخفض المقاومة يوضع في سلسلة مع الحمل. من خلال قياس انخفاض الجهد عبر مقاوم التحويل ، يمكنك حساب التيار باستخدام قانون OHM:

أنا = v / r

مخطط الأسلاك

عنصر	اتصال
تحويلة المقاوم	في سلسلة مع الحمل
Arduino التناظرية دبوس	عبر مقاوم التحويل
حمولة	متصل بمصدر الطاقة

رمز مثال

#define shuntPin A0
const float shuntResistance = 0.1; // Resistance in ohms

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int sensorValue = analogRead(shuntPin);
  float voltage = (sensorValue / 1023.0) * 5.0; // Convert to voltage
  float current = voltage / shuntResistance; // Calculate current

  Serial.print("Current: ");
  Serial.print(current, 3);
  Serial.println(" A");

  delay(1000);
}

---

أفضل الممارسات لقياسات دقيقة

1. اختر المستشعر الصحيح: حدد مستشعرًا حاليًا أو مقاومًا للتحويل مناسبًا لنطاقك الحالي المتوقع.
2. معايرة الإعداد الخاص بك: اضبط الرمز الخاص بمستشعرك المحدد أو مقاوم التحويل لضمان قراءات دقيقة.
3. تقليل الضوضاء: استخدم الأسلاك القصيرة والسميكة وتجنب البيئات الصاخبة لتقليل أخطاء القياس.
4. مراقبة حدود الطاقة: تأكد من أن المستشعر أو المقاوم للتحويل يمكنه التعامل مع الحد الأقصى للتيار دون ارتفاع درجة الحرارة.

---

تطبيقات القياس الحالي

1. مراقبة استهلاك البطارية في أجهزة إنترنت الأشياء
2. قياس السحب الحالي في المحركات
3. اختبار المصابيح والمكونات الأخرى
4. إدارة الطاقة في الأنظمة المدمجة

---

استكشاف الأخطاء وإصلاحها

• قراءات غير صحيحة: فحص الأسلاك المستشعر وقيم المعايرة.
• لا إخراج: تأكد من توصيل الحمل والتيار يتدفق.
• القيم المتقلب: أضف مكثفًا عبر مصدر الطاقة الخاص بالمستشعر لتحقيق الاستقرار في القراءات.

---

خاتمة

يعد قياس التيار باستخدام Arduino واضحًا عند استخدام الأدوات الصحيحة مثل المستشعرات الحالية أو مقاومات التحويل. من خلال اتباع هذا الدليل ، يمكنك مراقبة التيار في دوائرك بدقة ، مما يتيح إدارة الطاقة بشكل أفضل وتشخيص النظام. تجربة مع أجهزة استشعار مختلفة للعثور على أفضل ملاءمة لمشاريعك!