افعل ذلك بنفسك مقياس عدم الاتصال الحالي. مستشعر تيار متردد صغير الحجم. جهات الاتصال لتوصيل حلقة بثلاثة أسلاك
محول الطاقة الحالي هو جهاز يمكنه استبدال محولات التيار والتحويلات المستخدمة اليوم. يتم استخدامه للتحكم والقياس، وهو حل هندسي ممتاز. تم تصميم الجهاز وفقًا للطرق الحديثة للتنفيذ الفني للمعدات وطرق ضمان تنوع النظام وراحته وموثوقيته. وهذا هو السبب وراء الطلب الكبير على محولات الطاقة التي طورتها شركة روسية كل عام. مجموعة التعديلات المحتملة ترضي المستهلكين، لأنها تتيح لك اختيار الحل الأنسب وفي نفس الوقت عدم الدفع الزائد.
ما هو المميز في محولات الطاقة الحالية؟
السمة الرئيسية لمحول طاقة القياس الحالي هي تعدد استخداماته. يمكن تطبيق كل من التيار المباشر والتيار النبضي والتيار المتردد على مدخلات الجهاز. ولجعل هذا التنوع ممكنًا، طور المصنعون جهازًا يعتمد على مبدأ هول. ينفذ المحول دائرة صغيرة مصنوعة من أشباه الموصلات. وبمساعدتها، يتم تحديد حجم واتجاه المجال المغناطيسي للتيار المطبق على مدخلات الجهاز. وبالتالي، فإن محول تيار تأثير Hall هو جهاز فريد من نوعه ذو أداء ووظيفة عالية.
الجهاز مصنوع على شكل مبيت به فتحة يتم من خلالها تمرير موصل يحمل التيار. يتم إمداد الطاقة للدائرة الإلكترونية للمحول من التيار الكهربائي بجهد تيار مستمر يساوي 15 فولت. يظهر تيار عند مخرج الجهاز، والذي يتغير في قيمته واتجاهه ووقته بما يتناسب طرديا مع التيار عند الإدخال. في هذه الحالة، يمكن تصنيع محول قياس التيار المعتمد على تأثير Hall ليس فقط بفتحة لإخراج الموصلات الحاملة للتيار، ولكن أيضًا في شكل جهاز مخصص للتثبيت في انقطاع الدائرة الكهربائية.
ميزات التصميم لقياس محولات الطاقة الحالية
يتكون محول قياس التيار غير المتصل من عزل كلفاني بين دائرة التحكم ودائرة الطاقة. يتكون المحول من دائرة مغناطيسية، ولف تعويضي، وجهاز هول. عندما يتدفق التيار عبر الإطارات، يتم تحريض الحث في الدائرة المغناطيسية، بينما يقوم جهاز هول بتوليد جهد يتغير مع تغير الحث المستحث. يتم تغذية إشارة الخرج إلى مدخل مكبر الصوت الإلكتروني، ثم تنتقل إلى ملف التعويض. ونتيجة لذلك، يتدفق تيار عبر ملف التعويض، والذي يتناسب طرديًا مع التيار عند الإدخال، بينما يتكرر شكل التيار الأساسي بالكامل. في الواقع، هو محول التيار والجهد.
محول قياس التيار المتردد غير المتصل
في أغلب الأحيان، يشتري المستهلكون أجهزة استشعار التيار والجهد لشبكات طاقة التيار المتردد ثلاثية الطور. لذلك، قامت الشركات المصنعة بتطوير محولات قياس PIT-___-T خصيصًا بإلكترونيات أبسط، وبالتالي بسعر منخفض. يمكن أن يتم تشغيل الأجهزة في درجات حرارة مختلفة، في نطاق التردد من 20 إلى 10 كيلو هرتز. في الوقت نفسه، لدى المستهلكين الفرصة لتحديد نوع إشارة الإخراج من المحول - الجهد أو التيار. يتم تصنيع محولات الطاقة الحالية غير المتصلة للتركيب على قضيب توصيل مستدير أو مسطح. وهذا يوسع بشكل كبير نطاق هذه المعدات ويجعلها ذات صلة بإعادة بناء المحطات الفرعية ذات السعات المختلفة.
لترتيب مصدر الطاقة للمرآب، من المريح جدًا معرفة التيار الذي يستهلكه هذا الجهاز أو ذاك المضمن في هذه الشبكة. نطاق هذه الأجهزة واسع جدًا ويتزايد باستمرار: المثقاب والمبراة والمطحنة والسخانات وآلات اللحام والذاكرة ومجفف الشعر الصناعي وغير ذلك الكثير ....
لقياس التيار المتردد، كما هو معروف، كمستشعر للتيار نفسه، كقاعدة عامة، يتم استخدام محول التيار. يشبه هذا المحول بشكل عام المحول التقليدي الذي يتم تشغيله "بالعكس" ، أي. إن لفها الأساسي عبارة عن دورة واحدة أو أكثر (أو شريط توصيل) تمر عبر القلب - دائرة مغناطيسية، والملف الثانوي عبارة عن ملف به عدد كبير من لفات سلك رفيع يقع على نفس الدائرة المغناطيسية (الشكل 1).
ومع ذلك، فإن محولات التيار الصناعية غالية الثمن وضخمة الحجم وغالبًا ما تكون مصممة لقياس مئات الأمبيرات. نادرًا ما يُعرض للبيع محول تيار مصمم لنطاق الشبكة المنزلية. ولهذا السبب ولدت فكرة استخدام مرحل DC / AC الكهرومغناطيسي لهذا الغرض، دون أي استخدام لمجموعة الاتصال الخاصة بهذا المرحل. في الواقع، يحتوي أي مرحل بالفعل على ملف به عدد كبير من لفات السلك الرفيع، والشيء الوحيد المطلوب لتحويله إلى محول هو توفير دائرة مغناطيسية حول الملف مع الحد الأدنى من فجوات الهواء. بالإضافة إلى ذلك، بالطبع، يتطلب مثل هذا التصميم مساحة كافية لتمرير الملف الأولي، الذي يمثل شبكة الإدخال، وتظهر الصورة مثل هذا الحساس المصنوع من مرحل من النوع RES22 لـ 24 فولت تيار مستمر. يحتوي هذا التتابع على ملف بمقاومة تبلغ حوالي 650 أوم. على الأرجح، العديد من أنواع المرحلات الأخرى، بما في ذلك بقايا المشغلات المغناطيسية المعيبة، وما إلى ذلك، يمكن أن تجد تطبيقات مماثلة. لضمان الدائرة المغناطيسية، يتم حظر عضو التتابع ميكانيكيًا عند أقصى اقتراب من القلب. يبدو أن التتابع يعمل طوال الوقت. بعد ذلك، يتم إجراء دوران للملف الأساسي حول الملف (في الصورة سلك أزرق ثلاثي).
في الواقع، هذا المستشعر الحالي جاهز، دون الكثير من الضجة مع لف السلك على الملف. بالطبع ، من الصعب اعتبار هذا الجهاز كمحول كامل سواء في ضوء مساحة المقطع العرضي الصغيرة للدائرة المغناطيسية التي تم الحصول عليها حديثًا أو ربما في ضوء الاختلاف في خصائص مغنطته عن المثالية واحد. ومع ذلك، فقد تبين أن كل هذا أقل أهمية نظرًا لحقيقة أننا نحتاج إلى الحد الأدنى من الطاقة لمثل هذا "المحول" وهو ضروري فقط لضمان الانحراف النسبي (يفضل أن يكون خطيًا) لمؤشر مؤشر النظام الكهرومغناطيسي اعتمادًا على التيار في اللف الأولي.
تظهر في الرسم البياني دائرة محتملة لإقران مستشعر التيار مع مثل هذا المؤشر (الشكل 2). إنها بسيطة جدًا وتشبه دائرة استقبال الكاشف. الصمام الثنائي المقوم (D9B) هو من الجرمانيوم وقد تم اختياره بسبب صغر انخفاض الجهد عبره (حوالي 0.3 فولت). تعتمد عتبة الحد الأدنى للقيمة الحالية التي يستطيع هذا المستشعر تحديدها على معلمة الصمام الثنائي هذه. في هذا الصدد، من الأفضل استخدام ما يسمى بالثنائيات الكاشفة مع انخفاض الجهد الصغير، على سبيل المثال، GD507 وما شابه ذلك. تم تثبيت زوج من ثنائيات السيليكون kd521v من أجل حماية جهاز المؤشر من الحمل الزائد، وهو أمر ممكن مع حدوث زيادات كبيرة في التيار، على سبيل المثال، بسبب ماس كهربائي داخل الشبكة، أو تشغيل محولات قوية أو ماكينة لحام. وهذا نهج شائع جدًا في مثل هذه الحالات. تجدر الإشارة إلى أن مثل هذه الدائرة البسيطة لها عيب أنها لا تستطيع مطلقًا "رؤية" الحمل على شكل تيار ذو قطبية واحدة، مثل المدفأة أو عنصر التسخين المتصل عبر الصمام الثنائي المقوم. في هذه الحالات، يتم استخدام دائرة "معقدة" إلى حد ما، على سبيل المثال، في شكل مقوم مضاعفة الجهد (الشكل 3).
أهلاً بكم!
ربما يجب أن أقدم نفسي قليلاً - أنا مهندس دوائر عادي ومهتم أيضًا بالبرمجة وبعض المجالات الأخرى في مجال الإلكترونيات: DSP وFPGA والاتصالات اللاسلكية وبعض المجالات الأخرى. لقد انغمست مؤخرًا في أجهزة استقبال حقوق السحب الخاصة. في البداية، أردت تكريس مقالتي الأولى (آمل ألا تكون الأخيرة) لبعض المواضيع الأكثر خطورة، ولكن بالنسبة للكثيرين، ستصبح مجرد مادة للقراءة ولن تكون مفيدة. ولذلك، فإن الموضوع المختار يكون متخصصًا للغاية ويتم تطبيقه حصريًا. أريد أيضًا أن أشير إلى أنه من المحتمل أن يتم النظر في جميع المقالات والأسئلة الواردة فيها من قبل مهندس دوائر، وليس من قبل مبرمج أو أي شخص آخر. حسنًا - دعنا نذهب!
منذ وقت ليس ببعيد، أُمرت بتصميم "نظام لمراقبة إمدادات الطاقة لمبنى سكني"، يقوم العميل ببناء منازل ريفية، لذلك ربما يكون البعض منكم قد شاهد جهازي بالفعل. قام هذا الجهاز بقياس تيارات الاستهلاك في كل مرحلة من مراحل الإدخال والجهد، وإرسال البيانات في نفس الوقت عبر قناة الراديو إلى نظام Smart Home المثبت بالفعل + وكان قادرًا على قطع المبدئ عند الإدخال إلى المنزل. لكن المحادثة اليوم لن تكون عنه، ولكن حول مكونه الصغير، ولكن مهم للغاية - المستشعر الحالي. وكما فهمت بالفعل من عنوان المقال، ستكون هذه أجهزة استشعار حالية "غير متصلة" من Allegro - ACS758-100.
________________________________________________________________________________________________________________________
يمكنك رؤية ورقة البيانات على المستشعر الذي سأتحدث عنه. كما قد تتخيل، فإن الرقم "100" الموجود في نهاية العلامة هو الحد الأقصى للتيار الذي يمكن للمستشعر قياسه. لأكون صادقًا - لدي شكوك حول هذا الأمر، يبدو لي أن الاستنتاجات ببساطة لا يمكنها تحمل 200 أمبير لفترة طويلة، على الرغم من أنها مناسبة تمامًا لقياس تيار التدفق. في جهازي يمر مستشعر 100A من خلال نفسه دون مشاكل باستمرار على الأقل 35A + هناك قمم استهلاك تصل إلى 60A.
الشكل 1 - مظهر مستشعر ACS758-100(50/200).
قبل أن أنتقل إلى الجزء الرئيسي من المقال، أقترح عليك أن تتعرف على مصدرين. إذا كانت لديك معرفة أساسية بالإلكترونيات، فستكون زائدة عن الحاجة ولا تتردد في تخطي هذه الفقرة. بالنسبة للبقية، أنصحك بالانتقال إلى التطوير العام والفهم:
1) تأثير القاعة. الظاهرة ومبدأ التشغيل
2) أجهزة الاستشعار الحالية الحديثة
________________________________________________________________________________________________________________________
حسنًا، لنبدأ بالأهم، وهو وضع العلامات. أقوم بشراء المكونات في 90% من الحالات على www.digikey.com. تصل المكونات إلى روسيا في غضون 5-6 أيام، ويحتوي الموقع على كل شيء، وهناك أيضًا بحث وتوثيق حدودي مناسب جدًا. لذلك يمكن الاطلاع على القائمة الكاملة لأجهزة الاستشعار الخاصة بالعائلة هناك عند الطلب " ACS758". تم شراء أجهزة الاستشعار الخاصة بي في نفس المكان - ACS758LCB-100B.
داخل ورقة البيانات، يتم تصنيف كل شيء، لكنني سأظل مهتمًا بالنقطة الرئيسية " 100 فولت":
1) 100
- هذا هو حد القياس بالأمبير، أي أن المستشعر الخاص بي يمكنه قياس ما يصل إلى 100 أمبير؛
2) "في"- هنا يجب أن تولي اهتمامًا خاصًا لهذه الرسالة، فبدلاً من ذلك قد يكون هناك أيضًا خطاب" ش". مقياس بالحرف بيمكن قياس التيار المتردد، وبالتالي، التيار المباشر. الاستشعار مع الرسالة شيمكن قياس التيار المباشر فقط.
يوجد أيضًا في بداية ورقة البيانات لوحة ممتازة حول هذا الموضوع: 
الشكل 2 - أنواع أجهزة الاستشعار الحالية لعائلة ACS758
ومن أهم أسباب استخدام مثل هذا المستشعر أيضًا - العزلة كلفاني. مخرجات الطاقة 4 و 5 غير متصلة كهربائياً بالمخرجات 1،2،3. في هذا المستشعر، يكون الاتصال فقط على شكل مجال مستحث.
ظهرت معلمة مهمة أخرى في هذا الجدول - اعتماد جهد الخرج على التيار. الجميل في هذا النوع من الحساسات هو أنها تحتوي على خرج جهد، وليس مخرج تيار مثل محولات التيار الكلاسيكية، وهو أمر مريح للغاية. على سبيل المثال، يمكن توصيل مخرجات المستشعر مباشرة بمدخل ADC الخاص بوحدة التحكم الدقيقة وأخذ القراءات.
بالنسبة لجهاز الاستشعار الخاص بي، هذه القيمة هي 20 مللي فولت/أ. وهذا يعني أنه عندما يتدفق تيار 1A عبر الأطراف 4-5 للمستشعر، فإن الجهد عند خرجه سيزداد بمقدار 20 مللي فولت. أعتقد أن المنطق واضح.
في اللحظة التالية، ما هو الجهد الناتج؟ بالنظر إلى أن مصدر الطاقة "إنساني"، أي أحادي القطب، عند قياس التيار المتردد يجب أن تكون هناك "نقطة مرجعية". في هذا المستشعر، هذه النقطة المرجعية تساوي 1/2 من العرض (Vcc). يحدث هذا الحل غالبًا وهو مناسب. عندما يتدفق التيار في اتجاه واحد، فإن الناتج سيكون " 1/2Vcc+I*0.02V"، في نصف الدورة الأخرى، عندما يتدفق التيار في الاتجاه المعاكس، سيكون جهد الخرج أضيق" 1/2 فولت - أنا*0.02 فولت". عند الإخراج نحصل على الجيوب الأنفية، حيث يوجد "صفر". 1/2 فولت. إذا قمنا بقياس التيار المباشر، فسيكون لدينا عند الخرج " 1/2Vcc+I*0.02V"، ثم عند معالجة البيانات على ADC، نقوم ببساطة بطرح المكون الثابت 1/2 سي سيوالعمل مع البيانات الحقيقية، أي مع الباقي أنا * 0.02 فولت.
حان الوقت الآن للتحقق عمليًا مما وصفته أعلاه، أو بالأحرى ما تم طرحه من ورقة البيانات. للعمل مع المستشعر والتحقق من قدراته، قمت ببناء هذا "الحامل الصغير":
الشكل 3 - موقع اختبار المستشعر الحالي
بادئ ذي بدء، قررت توصيل الطاقة إلى المستشعر وقياس خرجه للتأكد من أنه يعمل 1/2 سي سي. يمكن العثور على مخطط الاتصال في ورقة البيانات، لكنني، فقط أرغب في التعرف، لم أضيع الوقت ونحت مكثف مرشح لإمدادات الطاقة + دائرة مرشح تمرير منخفض RC في دبوس Vout. في جهاز حقيقي، لا يوجد مكان بدونهم! وانتهى بي الأمر بهذه الصورة:
الشكل 4 – نتيجة قياس "الصفر"
عندما يتم تطبيق السلطة 5 فولتمن منديلي اكتشاف STM32VLرأيت هذه النتائج - 2.38 فولت. السؤال الأول الذي جاء هو: لماذا 2.38 وليس تلك الموصوفة في ورقة البيانات 2.5؟"اختفى السؤال على الفور تقريبًا - لقد قمت بقياس ناقل الطاقة لتصحيح الأخطاء، وكان هناك 4.76-4.77 فولت. ولكن الشيء هو أن الطاقة تأتي من USB، وهناك بالفعل 5 فولت، وبعد USB يوجد مثبت خطي LM7805، وهذا هو من الواضح أنه ليس LDO مع انخفاض 40 مللي فولت. هنا حوالي 250 مللي فولت ويسقطون. حسنًا، حسنًا، هذا ليس بالغ الأهمية، الشيء الرئيسي هو معرفة أن "الصفر" هو 2.38 فولت. وهذا هو الثابت الذي سأطرحه عند معالجة البيانات من ADC.
والآن سنقوم بإجراء القياس الأول، حتى الآن فقط بمساعدة راسم الذبذبات. سوف أقوم بقياس تيار الدائرة القصيرة لمصدر الطاقة المنظم الخاص بي، وهو يساوي 3.06 أ. يظهر هذا والأميتر المدمج ويعطي الصدفة نفس النتيجة. حسنًا ، نقوم بتوصيل مخرجات PSU بأرجل المستشعر 4 و 5 (في الصورة لدي تطور) ونرى ما حدث:
الشكل 5 - قياس تيار الدائرة القصيرة لوحدة PSU
كما نرى، الجهد voutزيادة من 2.38 فولت إلى 2.44 فولت. بالنظر إلى التبعية أعلاه، ينبغي أن يكون لدينا 2.38 فولت + 3.06 أمبير * 0.02 فولت/أ، وهو ما يتوافق مع قيمة 2.44 فولت. والنتيجة تتماشى مع التوقعات، عند تيار 3A حصلنا على زيادة إلى "صفر" تساوي 60 مللي فولت. الخلاصة - المستشعر يعمل، يمكنك العمل معه بالفعل باستخدام MK.
أنت الآن بحاجة إلى توصيل المستشعر الحالي بأحد أطراف ADC الموجودة على وحدة التحكم الدقيقة STM32F100RBT6. الحصاة نفسها متواضعة جدًا، وتردد النظام هو 24 ميجا هرتز فقط، لكن هذا الوشاح قد نجا كثيرًا وأثبت نفسه. لقد امتلكتها منذ 5 سنوات على الأرجح، لأنه تم الحصول عليها مجانًا في الوقت الذي كانت فيه ST توزعها يمينًا ويسارًا.
في البداية، من باب العادة، كنت أرغب في وضع مضخم تشغيلي بمعامل بعد المستشعر. كسب "1"، ولكن، بالنظر إلى المخطط الهيكلي، أدركت أنه كان بالفعل في الداخل. الشيء الوحيد الذي يستحق النظر فيه هو أنه عند الحد الأقصى للتيار، ستكون طاقة الخرج مساوية لمصدر الطاقة الخاص بمستشعر Vcc، أي حوالي 5 فولت، ويمكن لـ STM القياس من 0 إلى 3.3 فولت، لذلك في هذه الحالة يكون من الضروري وضع مقسم جهد مقاوم، على سبيل المثال، 1: 1.5 أو 1:2. تياري هزيل، لذا سأهمل هذه اللحظة في الوقت الحالي. يبدو جهاز الاختبار الخاص بي كما يلي:
الشكل 6 - نقوم بتجميع "الأميتر" الخاص بنا
أيضًا، لتصور النتائج، قمت بربط شاشة صينية على وحدة التحكم ILI9341، لأنها كانت في متناول اليد، لكن يدي لم تتمكن من الوصول إليها. لكتابة مكتبة كاملة له، قضيت بضع ساعات وفنجان من القهوة، حيث تبين أن ورقة البيانات مفيدة بشكل مدهش، وهو أمر نادر بالنسبة للحرف اليدوية لأبناء جاكي شان.
أنت الآن بحاجة إلى كتابة دالة لقياس Vout باستخدام ADC للمتحكم الدقيق. لن أخبرك بالتفصيل، يوجد بالفعل الكثير من المعلومات والدروس في STM32. لذلك دعونا ننظر فقط:
Uint16_t get_adc_value() ( ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); while(ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET); إرجاع ADC_GetConversionValue(ADC1); )
علاوة على ذلك، من أجل الحصول على نتائج قياس ADC في الكود القابل للتنفيذ للنص الرئيسي أو المقاطعة، يجب عليك كتابة ما يلي:
data_adc = get_adc_value();
بعد أن تم الإعلان مسبقًا عن المتغير data_adc:
uint16_t data_adc الخارجي؛
ونتيجة لذلك، نحصل على المتغير data_adc، الذي يأخذ قيمة من 0 إلى 4095، لأن ADC في STM32 هو 12 بت. بعد ذلك، نحتاج إلى تحويل النتيجة التي تم الحصول عليها "في الببغاوات" إلى شكل أكثر دراية بالنسبة لنا، أي إلى الأمبيرات. ولذلك، فمن الضروري أولا حساب سعر القسمة. بعد أن أظهر المثبت في الحافلة 3.3 فولت، أظهر راسم الذبذبات الخاص بي 3.17 فولت، ولم أفهم ما كان متصلاً به. لذلك، بقسمة 3.17 فولت على 4095، نحصل على القيمة 0.000774 فولت - وهذا هو سعر القسمة. أي أنه بعد تلقي نتيجة من ADC، على سبيل المثال، 2711، أقوم ببساطة بضربها بـ 0.000774 فولت وأحصل على 2.09 فولت.
في مهمتنا، الجهد هو مجرد "وسيط"، وما زلنا بحاجة إلى تحويله إلى أمبير. للقيام بذلك، نحتاج إلى طرح 2.38 فولت من النتيجة، وتقسيم الباقي على 0.02 [V/A]. والنتيجة هي هذه الصيغة:
Float I_out = ((((float)data_adc * presc)-2.38)/0.02);
حسنًا، حان الوقت لتحميل البرنامج الثابت على وحدة التحكم الدقيقة ورؤية النتائج:
الشكل 7 - نتائج قياس البيانات من المستشعر ومعالجتها
قمت بقياس استهلاك الدائرة نفسها كما ترون 230 مللي أمبير. بعد قياس نفس الشيء بحظ تم التحقق منه، اتضح أن الاستهلاك كان 201 مللي أمبير. حسنًا - إن دقة منزلة عشرية واحدة رائعة جدًا بالفعل. سأشرح السبب... مدى التيار المقاس هو 0..100A أي أن الدقة حتى 1A هي 1% والدقة حتى أعشار الأمبير موجودة بالفعل 0,1%! ويرجى ملاحظة أن هذا بدون أي حلول للدوائر. لقد كنت كسولًا جدًا لدرجة أنني لم أتمكن من تعليق قنوات إمداد الطاقة المصفاة.
أنا الآن بحاجة لقياس تيار الدائرة القصيرة (SC) لمصدر الطاقة الخاص بي. أدر المقبض إلى الحد الأقصى وأحصل على الصورة التالية:
الشكل 8 - قياسات تيار ماس كهربائى
حسنًا، في الواقع القراءات على المصدر نفسه باستخدام الأميتر الأصلي الخاص به:
الشكل 9 - القيمة على مقياس ضغط الدم
في الواقع، أظهرت 3.09A، ولكن أثناء التصوير، تم تسخين اللف، وزادت مقاومته، وانخفض التيار، على التوالي، لكن هذا ليس مخيفًا جدًا.
وفي الختام، لا أعرف حتى ماذا أقول. آمل أن تساعد مقالتي بطريقة أو بأخرى هواة الراديو المبتدئين في رحلتهم الصعبة. ربما سيحب شخص ما شكل عرضي للمادة، ثم يمكنني الاستمرار في الكتابة بشكل دوري عن العمل مع المكونات المختلفة. يمكنك التعبير عن رغباتك بشأن الموضوع في التعليقات، وسأحاول أن آخذها بعين الاعتبار.
للتحكم في الاستهلاك الحالي، قم بإصلاح حظر المحركات أو إلغاء تنشيط النظام في حالات الطوارئ.
العمل بالجهد العالي يشكل خطرا على الصحة!
قد يؤدي لمس براغي المجموعة الطرفية وأطرافها إلى حدوث صدمة كهربائية. لا تلمس اللوحة إذا كانت متصلة بشبكة منزلية. بالنسبة للجهاز النهائي، استخدم السكن المعزول.
إذا كنت لا تعرف كيفية توصيل المستشعر بجهاز كهربائي يعمل بشبكة مشتركة 220 فولت أو إذا كانت لديك شكوك، فتوقف: يمكنك إشعال حريق أو قتل نفسك.
يجب أن تفهم بوضوح مبدأ تشغيل الجهاز ومخاطر العمل بالجهد العالي.
مراجعة الفيديو
الاتصال والإعداد
يتواصل المستشعر مع إلكترونيات التحكم عبر ثلاثة أسلاك. إخراج المستشعر هو إشارة تناظرية. عند الاتصال بـ Arduino أو Iskra JS، يكون من المناسب استخدام Troyka Shield، وبالنسبة لأولئك الذين يرغبون في التخلص من الأسلاك، فإن Troyka Slot Shield مناسب. على سبيل المثال، لنقم بتوصيل كابل من الوحدة بمجموعة جهات اتصال Troyka Shield المرتبطة بالمنفذ التناظري A0. يمكنك استخدام أي دبابيس تمثيلية في مشروعك. 
أمثلة العمل
لتسهيل العمل مع المستشعر، قمنا بكتابة مكتبة TroykaCurrent، التي تحول قيم الإخراج التناظرية للمستشعر إلى مللي أمبير. قم بتنزيله وتثبيته لتكرار التجارب الموضحة أدناه.
قياس التيار المستمر
لقياس التيار المباشر، قم بتوصيل المستشعر بالدائرة المفتوحة بين شريط LED ومصدر الطاقة. دعنا نخرج القيمة الحالية للتيار المستمر بالمللي أمبير إلى المنفذ التسلسلي. 
قياس التيار المتردد
لقياس التيار المتردد، نقوم بتوصيل المستشعر بالدائرة المفتوحة بين مصدر الجهد المتردد والحمل. لنقوم بإخراج القيمة الحالية للتيار المتردد بالمللي أمبير إلى المنفذ التسلسلي. 
عناصر المجلس
جهاز الاستشعار ACS712ELCTR-05B
يعتمد مستشعر التيار ACS712ELCTR-05B على تأثير Hall، وجوهره هو كما يلي: إذا تم وضع موصل يحمل التيار في مجال مغناطيسي، يظهر EMF عند حوافه، موجهًا بشكل عمودي على اتجاه التيار و اتجاه المجال المغناطيسي. 
تتكون الدائرة الدقيقة هيكليًا من مستشعر Hall وموصل نحاسي. يخلق التيار المتدفق عبر الموصل النحاسي مجالًا مغناطيسيًا، والذي يتم إدراكه بواسطة عنصر القاعة. يعتمد المجال المغناطيسي خطيًا على قوة التيار.
يتناسب مستوى جهد خرج المستشعر مع التيار المقاس. نطاق القياس من −5 أمبير إلى 5 أمبير. الحساسية - 185 مللي فولت/أمبير. في حالة عدم وجود تيار، سيكون جهد الخرج مساوياً لنصف جهد الإمداد. 
يتم توصيل المستشعر الحالي بالحمل في دائرة مفتوحة من خلال الوسادات الموجودة أسفل المسمار. لقياس التيار المباشر قم بتوصيل الحساس مع مراعاة اتجاهات التيار وإلا ستحصل على قيم بالإشارة المعاكسة. بالنسبة للتيار المتردد، لا يهم القطبية.
جهات الاتصال لتوصيل حلقة بثلاثة أسلاك
يتم توصيل الوحدة بإلكترونيات التحكم عبر ثلاثة أسلاك. الغرض من جهات الاتصال للحلقة ثلاثية الأسلاك:
الطاقة (V) - سلك أحمر. بناءً على الوثائق، يتم تشغيل المستشعر بجهد 5 فولت. ونتيجة للاختبار، تعمل الوحدة أيضًا بجهد 3.3 فولت.
الأرض (ز) - سلك أسود. يجب أن تكون متصلاً بأرضية المتحكم الدقيق؛
الإشارة (S) - السلك الأصفر. متصل بالمدخل التناظري للمتحكم الدقيق. ومن خلاله تقوم لوحة التحكم بقراءة الإشارة من المستشعر.
من أجل أتمتة العمليات التكنولوجية المختلفة بنجاح، وإدارة الأدوات والأجهزة والآلات والآليات بشكل فعال، من الضروري قياس العديد من المعلمات والكميات الفيزيائية والتحكم فيها باستمرار. ولذلك، أصبحت أجهزة الاستشعار التي توفر معلومات عن حالة الأجهزة الخاضعة للرقابة جزءًا لا يتجزأ من الأنظمة الآلية.
يعد كل مستشعر في جوهره جزءًا لا يتجزأ من أجهزة التنظيم والإشارات والقياس والتحكم. وبمساعدتها، يتم تحويل قيمة أو أخرى يتم التحكم فيها إلى نوع معين من الإشارة، مما يجعل من الممكن قياس المعلومات الواردة ومعالجتها وتسجيلها ونقلها وتخزينها. في بعض الحالات، يمكن أن يؤثر المستشعر على العمليات الخاضعة للسيطرة. كل هذه الصفات يمتلكها بالكامل المستشعر الحالي المستخدم في العديد من الأجهزة والدوائر الدقيقة. فهو يحول تأثير التيار الكهربائي إلى إشارات مناسبة للاستخدام مرة أخرى.
تصنيف أجهزة الاستشعار
يتم تصنيف أجهزة الاستشعار المستخدمة في الأجهزة المختلفة وفقًا لخصائص معينة. إذا كان من الممكن قياس قيم المدخلات، فيمكن أن تكون: أجهزة استشعار كهربائية، وهوائية، وأجهزة استشعار السرعة، والإزاحات الميكانيكية، والضغط، والتسارع، والقوة، ودرجة الحرارة وغيرها من المعلمات. ومن بينها أن قياس الكميات الكهربائية والمغناطيسية يستغرق حوالي 4%.
يقوم كل مستشعر بتحويل قيمة الإدخال إلى بعض معلمات الإخراج. اعتمادا على ذلك، يمكن أن تكون أجهزة التحكم غير كهربائية وكهربائية.
الأكثر شيوعا من هذه الأخيرة هي:
- أجهزة استشعار العاصمة
- أجهزة استشعار سعة التيار المتردد
- أجهزة استشعار المقاومة وغيرها من الأجهزة المماثلة.
الميزة الرئيسية لأجهزة الاستشعار الكهربائية هي القدرة على نقل المعلومات عبر مسافات معينة وبسرعة عالية. يوفر استخدام الكود الرقمي دقة عالية وسرعة وحساسية متزايدة لأجهزة القياس.
مبدأ التشغيل
وفقا لمبدأ التشغيل، تنقسم جميع أجهزة الاستشعار إلى نوعين رئيسيين. يمكن أن تكون مولدًا - يقوم بتحويل قيم الإدخال مباشرة إلى إشارة كهربائية. تشتمل المستشعرات البارامترية على أجهزة تقوم بتحويل قيم الإدخال إلى معلمات كهربائية متغيرة للمستشعر نفسه. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تكون متغيرة، أومية، كهروضوئية أو إلكترونية بصرية، سعوية، حثي، إلخ.
هناك متطلبات معينة لتشغيل جميع أجهزة الاستشعار. في كل جهاز، يجب أن تكون قيم الإدخال والإخراج مرتبطة ببعضها البعض بشكل مباشر. يجب أن تكون جميع الخصائص مستقرة مع مرور الوقت. وكقاعدة عامة، تتميز هذه الأجهزة بحساسية عالية وصغر الحجم والوزن. يمكن أن تعمل في مجموعة متنوعة من الظروف ويمكن تثبيتها بعدة طرق.
أجهزة الاستشعار الحالية الحديثة
أجهزة الاستشعار الحالية هي أجهزة تحدد قوة التيار المباشر أو المتردد في الدوائر الكهربائية. يشتمل تصميمها على قلب مغناطيسي به فجوة ولف تعويض، بالإضافة إلى لوحة إلكترونية تعالج الإشارات الكهربائية. العنصر الحساس الرئيسي هو مستشعر Hall المثبت في فجوة الدائرة المغناطيسية والمتصل بمدخل مكبر الصوت.
مبدأ التشغيل هو نفسه عمومًا لجميع هذه الأجهزة. تحت تأثير التيار المقاس، ينشأ مجال مغناطيسي، ثم يتم إنشاء الجهد المقابل باستخدام مستشعر Hall. علاوة على ذلك، يتم تضخيم هذا الجهد عند الخرج ويتم تغذيته إلى ملف الخرج.
الأنواع الرئيسية لأجهزة الاستشعار الحالية:
أجهزة استشعار الكسب المباشر (O/L). لديهم حجم صغير ووزن صغير، واستهلاك منخفض للطاقة. تم توسيع نطاق تحويلات الإشارة بشكل كبير. يتجنب الخسائر في الدائرة الأولية. يعتمد تشغيل الجهاز على مجال مغناطيسي يولد تيارًا أساسيًا الملكية الفكرية. بعد ذلك، يتم تركيز المجال المغناطيسي في الدائرة المغناطيسية وتحويله الإضافي بواسطة عنصر القاعة في الفجوة الهوائية. يتم تضخيم الإشارة المستقبلة من عنصر القاعة ويتم تشكيل نسخة متناسبة من التيار الأساسي عند الإخراج.
أجهزة الاستشعار الحالية (إيتا). وتتميز بنطاق تردد واسع ونطاق تحويل ممتد. تتمثل مزايا هذه الأجهزة في انخفاض استهلاك الطاقة وزمن الوصول المنخفض. يتم دعم تشغيل الجهاز بواسطة مصدر طاقة أحادي القطب من 0 إلى +5 فولت. يعتمد تشغيل الجهاز على تقنية مدمجة تستخدم نوع التعويض والتضخيم المباشر. ويساهم هذا في تحسين أداء المستشعر بشكل كبير وتشغيل أكثر توازناً.
تعويض أجهزة الاستشعار الحالية (C / L). إنها تتميز بنطاق تردد واسع ودقة عالية وزمن وصول منخفض. لا يحتوي هذا النوع من الأجهزة على فقدان إشارة أولية، وخصائص خطية ممتازة وانجراف في درجة حرارة منخفضة. تعويض المجال المغناطيسي الناتج عن التيار الأساسي الملكية الفكرية، يحدث بسبب نفس المجال المتكون في الملف الثانوي. يتم توليد تيار التعويض الثانوي بواسطة عنصر Hall وإلكترونيات المستشعر نفسه. في النهاية، التيار الثانوي هو نسخة متناسبة من التيار الأساسي.
أجهزة الاستشعار الحالية للتعويض (النوع C). تتمثل المزايا التي لا شك فيها لهذه الأجهزة في نطاق ترددي واسع ودقة عالية للمعلومات وخطية ممتازة وانخفاض درجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لهذه الأدوات قياس التيارات المتبقية (CD). لديهم مستويات عالية من العزلة وانخفاض التأثير على الإشارة الأولية. يتكون التصميم من دائرتين مغناطيسيتين حلقيتين ولفتين ثانويتين. يعتمد تشغيل المستشعرات على تعويض دورات الأمبير. يمر تيار ذو قيمة صغيرة من الدائرة الأولية عبر المقاومة الأولية والملف الأولي.
أجهزة الاستشعار الحالية PRIME. يستخدم تحويل التيار المتردد نطاقًا ديناميكيًا واسعًا. تتميز الأداة بالخطية الجيدة، وفقدان درجات الحرارة المنخفضة وعدم وجود تشبع مغناطيسي. ميزة التصميم هي الأبعاد الصغيرة والوزن والمقاومة العالية لأنواع مختلفة من الأحمال الزائدة. لا تعتمد دقة القراءات على كيفية وضع الكابل في الفتحة ولا يتأثر بالمجالات الخارجية. لا يستخدم هذا المستشعر ملفًا مفتوحًا تقليديًا، بل يستخدم رأس مستشعر مزود بلوحات دوائر مطبوعة تعمل باللمس. يتكون كل لوح من ملفين هوائيين منفصلين. يتم تركيبها جميعًا على لوحة دوائر مطبوعة أساسية واحدة. يتم تشكيل دائرتين متحدة المركز من لوحات الاستشعار، حيث يتم جمع الجهد المستحث عند مخرجاتها. ونتيجة لذلك، يتم الحصول على معلومات حول معلمات السعة ومرحلة التيار المقاس.
أجهزة الاستشعار الحالية (اكتب IT). وتتميز بدقة القراءة العالية، ونطاق التردد الواسع، وانخفاض ضوضاء إشارة الخرج، واستقرار درجة الحرارة العالية، وانخفاض التداخل المتبادل. لا توجد عناصر Hall في تصميم هذه المستشعرات. يخلق التيار الأساسي مجالًا مغناطيسيًا، والذي يتم تعويضه أيضًا بالتيار الثانوي. عند الخرج، يكون التيار الثانوي نسخة متناسبة من التيار الأساسي.
مميزات حساسات التيار في الدوائر الحديثة
تلعب الرقائق المعتمدة على أجهزة الاستشعار الحالية دورًا كبيرًا في الحفاظ على الطاقة. يتم تسهيل ذلك من خلال انخفاض استهلاك الطاقة والطاقة. في الدوائر المتكاملة، يتم دمج جميع المكونات الإلكترونية اللازمة. تم تحسين خصائص الأجهزة بشكل كبير بسبب العمل المشترك لأجهزة استشعار المجال المغناطيسي وجميع الإلكترونيات النشطة الأخرى.
تعمل أجهزة الاستشعار الحالية الحديثة على تقليل الحجم بشكل أكبر حيث يتم دمج جميع الأجهزة الإلكترونية في شريحة واحدة مشتركة. وقد أدى ذلك إلى حلول جديدة ومبتكرة للتصميم المدمج، بما في ذلك تلك الخاصة بالإطار الرئيسي. يتمتع كل مستشعر حالي جديد بعزلة متزايدة ويتفاعل بنجاح مع الأنواع الأخرى من المكونات الإلكترونية.
تسمح أحدث تصميمات أجهزة الاستشعار بتركيبها في التركيبات الموجودة دون فصل الموصل الأساسي. وهي تتكون من جزأين وقابلتين للفصل، مما يجعل من السهل تركيب هذه الأجزاء على الموصل الأساسي دون أي انقطاع.
يوجد لكل مستشعر وثائق فنية تعكس جميع المعلومات الضرورية التي تسمح لك بإجراء حسابات أولية وتحديد مكان الاستخدام الأمثل.
