Az áram mérése az Arduino -val

Az elektronikus áramkörök áramának mérése az érzékelők, motorok, LED -ek és más alkatrészek bevonásával foglalkozó projektek általános követelménye. Noha az Arduino nem tudja közvetlenül mérni az áramot, használhat külső alkatrészeket, például egy áramérzékelőt vagy egy söntállóságot, hogy közvetett módon mérje. Ez az oktatóanyag végigvezeti Önt az áram mérésének folyamatán egy Arduino -val.

---

Mire lesz szüksége

1. Arduino Board (például Uno, Mega, Nano)
2. Aktuális érzékelő (például ACS712, INA219) vagy Sönt ellenállás
3. Kenyérlemez és jumper vezetékek
4. Betöltési eszköz (például LED, motor vagy bármely olyan alkatrész, amelyre az áramot mérni szeretné)
5. Tápegység (a terheléstől függően 5 V vagy 12 V)
6. Egy számítógép, amelyen az Arduino IDE telepített

---

1. módszer: Aktuális érzékelő használata

Az olyan áramérzékelők, mint az ACS712 vagy az INA219, egyszerűsítik az árammérést az árammal arányos analóg vagy digitális kimenet biztosítása révén.

1. Az ACS712 áramérzékelő használatával

Az ACS712 érzékelő mind az AC, mind a DC áramot méri, és analóg jelet ad ki, amely arányos az rajta áramló árammal.

Bekötési rajz

ACS712 PIN	Kapcsolat
VCC	Arduino 5V
GND	Arduino GND
KI	Arduino analóg tű (például A0)
IP+	Pozitív terhelési csatlakozás
IP-	Negatív terhelési csatlakozás

Példakód

#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. Az INA219 áramérzékelő használatával

Az INA219 egy nagy pontosságú áramérzékelő, amely az Arduino-val az I2C-n keresztül kommunikál, mind az áram, mind a feszültségméréseket kínálva.

Bekötési rajz

INA219 PIN	Kapcsolat
VCC	Arduino 5V
GND	Arduino GND
SDA	Arduino SDA (például A4 az UNO -n)
SCL	Arduino SCL (például A5 az UNO -n)
Vin+	Pozitív terhelési csatlakozás
Vin-	Negatív terhelési csatlakozás

Példakód

Szerelje be a ADAFruit Ina219 könyvtár Az Arduino könyvtári menedzserén keresztül.

#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);
}

---

2. módszer: Shunt ellenállás használata

A shunt ellenállás egy alacsony ellenállású ellenállás, amelyet sorba helyeznek a terheléssel. A feszültségcsökkenés mérésével a sönt ellenálláson kiszámíthatja az áramot az Ohm törvényének felhasználásával:

I = v / r

Bekötési rajz

Összetevő	Kapcsolat
Sönt ellenállás	Sorban a terheléssel
Arduino analóg tű	A shunt ellenálláson keresztül
Terhelés	Csatlakoztatva az áramellátáshoz

Példakód

#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);
}

---

A pontos mérések legjobb gyakorlatai

1. Válassza ki a megfelelő érzékelőt: Válassza ki az aktuális érzékelőt vagy a shunt ellenállást, amely alkalmas a várt áramtartományra.
2. Kalibrálja a beállítást: A pontos leolvasások biztosítása érdekében állítsa be a kódot az adott érzékelőhöz vagy a shunt ellenálláshoz.
3. Minimalizálja a zajt: Használjon rövid, vastag vezetékeket, és kerülje a zajos környezetet a mérési hibák csökkentése érdekében.
4. Figyelemmel kíséri a teljesítménykorlátozásokat: Győződjön meg arról, hogy az érzékelő vagy a sönt ellenállás képes kezelni a maximális áramot túlmelegedés nélkül.

---

Az árammérés alkalmazása

1. Az akkumulátor fogyasztásának ellenőrzése az IoT eszközökön
2. Az áramlást mérni a motorokban
3. A LED -ek és más alkatrészek tesztelése
4. Energiagazdálkodás beágyazott rendszerekben

---

Hibaelhárítás

• Helytelen olvasmányok: Duplán ellenőrizze az érzékelő huzalozását és a kalibrációs értékeket.
• Nincs kimenet: Győződjön meg arról, hogy a terhelés csatlakoztatva van, és az áram áramlik.
• Ingadozó értékek: Adjon hozzá egy kondenzátort az érzékelő tápellátásához a leolvasások stabilizálásához.

---

Következtetés

Az áram mérése Arduino -val egyértelmű, ha a megfelelő szerszámokat, például az áramérzékelőket vagy a shunt ellenállókat használja. Az útmutató követésével pontosan figyelemmel kíséri az áramköröket, lehetővé téve a jobb energiagazdálkodást és a rendszerdiagnosztikát. Kísérletezzen különböző érzékelőkkel, hogy megtalálja a legmegfelelőbb projekteket!