Wynalazek elektryczności doprowadził do rewolucyjnej zmiany w życiu ludzi. Wymyśliliśmy wiele innowacyjnych zastosowań energii elektrycznej, aby ułatwić nam codzienne życie. Obecnie prawie wszystkie nasze urządzenia są zasilane energią elektryczną. Przepływ ładunku jest znany jako prąd. Różne urządzenia wymagają różnej ilości prądu w zależności od ich wymagań funkcjonalnych. Niektóre urządzenia są tak wrażliwe, że ulegają uszkodzeniu, gdy dostarczany jest do nich duży prąd. Tak więc, aby uchronić się przed taką sytuacją i monitorować ilość prądu wymaganego lub używanego w aplikacji, niezbędny jest pomiar prądu. Tutaj do gry wkracza Current Sensor. Jednym z takich czujników jest czujnik prądu ACS712.
Co to jest czujnik prądu ACS712?
Prąd przepływający przez przewodnik powoduje spadek napięcia. Zależność między prądem a napięciem jest określona przez prawo Ohma. W urządzeniach elektronicznych wzrost ilości prądu powyżej jego zapotrzebowania prowadzi do przeciążenia i może spowodować uszkodzenie urządzenia.
Pomiar prądu jest niezbędny do poprawnej pracy urządzeń. Pomiar napięcia jest zadaniem pasywnym i można go wykonać bez wpływu na system. Podczas gdy pomiar prądu jest zadaniem intruzywnym, którego nie można wykryć bezpośrednio jako napięcie.
ACS712
Do pomiaru prądu w obwodzie wymagany jest czujnik. Czujnik prądu ACS712 to czujnik, którego można używać do pomiaru i obliczania natężenia prądu przyłożonego do przewodu bez wpływu na działanie systemu.
Czujnik prądu ACS712 to w pełni zintegrowany układ scalony czujnika liniowego oparty na efekcie Halla. Ten układ scalony ma izolację napięcia RMS 2,1 kV wraz z przewodem prądu o niskiej rezystancji.
Zasada działania
Czujnik prądu wykrywa prąd w przewodzie lub przewodniku i generuje sygnał proporcjonalny do wykrytego prądu w postaci analogowego napięcia lub wyjścia cyfrowego.
Wykrywanie prądu odbywa się na dwa sposoby - wykrywanie bezpośrednie i wykrywanie pośrednie. W wykrywaniu bezpośrednim do wykrywania prądu stosuje się prawo Ohma do pomiaru spadku napięcia występującego w przewodzie, gdy przepływa przez niego prąd.
Przewodnik przewodzący prąd powoduje również powstanie pola magnetycznego w swoim otoczeniu. W wykrywaniu pośrednim prąd jest mierzony poprzez obliczenie tego pola magnetycznego poprzez zastosowanie jednego z nich Prawo Faradaya lub prawo Ampera. Tutaj albo Transformator lub Czujnik Halla lub światłowodowy czujnik prądu służy do wykrywania pola magnetycznego.
Czujnik prądu ACS712 wykorzystuje metodę wykrywania pośredniego do obliczenia prądu. Aby wykryć prąd w wykładzinie, w tym układzie scalonym zastosowano obwód czujnika Halla o niskim przesunięciu. Ten czujnik jest umieszczony na powierzchni układu scalonego na miedzianej ścieżce przewodzącej. Gdy prąd przepływa przez tę miedzianą ścieżkę przewodzenia, generuje pole magnetyczne, które jest wykrywane przez czujnik Halla. Napięcie proporcjonalne do wykrywanego pola magnetycznego jest generowane przez czujnik Halla, który służy do pomiaru prądu.
Bliskość sygnału magnetycznego do czujnika Halla decyduje o dokładności urządzenia. Bliżej sygnału magnetycznego wyższa dokładność. Czujnik prądu ACS712 jest dostępny w małej obudowie SOIC8 do montażu powierzchniowego. W tym układzie scalonym prąd płynie od Pin-1 i Pin-2 do Pin-3 i Pin-4. Tworzy to ścieżkę przewodzenia, w której wyczuwany jest prąd. Implementacja tego układu scalonego jest bardzo łatwa.
ACS712 może być używany w aplikacjach wymagających izolacji galwanicznej, ponieważ zaciski ścieżki przewodzenia są elektrycznie izolowane od przewodów IC. Zatem ten układ scalony nie wymaga żadnych innych technik izolacji. Ten układ scalony wymaga napięcia zasilania 5 V. Jego napięcie wyjściowe jest proporcjonalne do prądu AC lub DC. ACS712 ma prawie zero histereza magnetyczna .
Gdzie Pin-1 do Pin-4 tworzy ścieżkę przewodzenia, Pin-5 to pin uziemienia sygnału. Pin-6 to pin FILTER, który jest używany przez zewnętrzny kondensator do ustawiania szerokości pasma. Pin-7 to analogowy pin wyjściowy. Pin-8 to pin zasilania.
Zastosowania czujnika prądu ACS712
Ten układ scalony może wykrywać zarówno prąd zmienny, jak i stały, więc ma szeroki zakres zastosowań. ACS712 jest używany w obwodach wykrywania wartości szczytowych, obwodach do zwiększania wzmocnienia, zastosowaniach prostowniczych dla przetworników AtoD, zatrzasku zwarcia nadprądowego, itp… Kołek filtru dostarczany przez ten układ scalony jest używany do eliminacji efektu tłumienia w obwodach dzielnika rezystorowego.
ACS712 jest używany w wielu zastosowaniach przemysłowych, handlowych i komunikacyjnych. Ten układ scalony ma zastosowanie do aplikacji samochodowych. Niektóre typowe zastosowania tego układu scalonego można znaleźć w obwodach sterowania silnikiem, do wykrywania i zarządzania obciążeniem, SMPS, obwodzie zabezpieczenia nadprądowego.
Ten układ scalony może mierzyć prąd dla obciążeń wysokonapięciowych pracujących z siecią 230 V AC. Aby odczytać wartości, można go łatwo połączyć z ADC mikrokontrolera. Jaka byłaby wartość napięcia wyjściowego dostarczanego przez ACS712, gdy jest do niego przyłożony prąd obciążenia DC?
