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Medir y monitorear la corriente que fluye es un requisito fundamental para amplia gama aplicaciones que incluyen circuitos de protección contra sobrecorriente, cargadores, fuentes pulsadas fuentes de alimentación, fuentes de corriente programables, etc. Uno de los métodos más simples para medir la corriente es utilizar una resistencia de baja resistencia, una derivación entre la carga y el cable común, cuya caída de voltaje es proporcional a la corriente que fluye. A pesar de este método muy fácil de implementar, la precisión de la medición deja mucho que desear, porque La resistencia de la derivación depende de la temperatura, que no es constante. Además, este método no permite el aislamiento galvánico entre la carga y el molinete, lo cual es muy importante en aplicaciones donde la carga se alimenta con alto voltaje.

Las principales desventajas de medir corriente mediante una derivación resistiva son:

• la carga no tiene conexión directa con la “tierra”;
• no linealidad de las mediciones debido a la deriva de temperatura de la resistencia de la resistencia;
• ausencia de aislamiento galvánico entre la carga y el circuito de medida.

En el artículo veremos el sensor de corriente integrado ACS712, económico y de precisión, su principio de funcionamiento basado en el efecto Hall, las características y el método de conexión a un microcontrolador para medición. corriente continua. El artículo se divide en dos partes: la primera está dedicada al dispositivo y las características del sensor, la segunda trata sobre la interfaz con el microcontrolador y el trabajo con el sensor.

El sensor de corriente ACS712 se basa en un principio descubierto en 1879 por Edwin Hall y que lleva su nombre. El efecto Hall es el siguiente: si un conductor que transporta corriente se coloca en un campo magnético, entonces aparece una fem en sus bordes, dirigida perpendicularmente tanto a la dirección de la corriente como a la dirección. campo magnético. El efecto se ilustra en la Figura 2. Una corriente I fluye a través de una placa delgada de material semiconductor, llamada elemento Hall. En presencia de un campo magnético, la fuerza de Lorentz actúa sobre los portadores de carga en movimiento (electrones), doblando la trayectoria del. electrones, lo que conduce a una redistribución de las cargas espaciales en el elemento Hall. Como resultado, se produce una fem llamada fem de Hall en los bordes de la placa paralela a la dirección del flujo de corriente. Esta fem es proporcional al producto vectorial de la inducción B y la densidad de corriente I y tiene un valor típico del orden de varios microvoltios.

El ACS712 está disponible en un paquete SOIC de montaje en superficie de 8 conductores en miniatura (Figura 3). Consiste en un sensor de efecto Hall lineal de precisión y baja polarización y un conductor de cobre que corre cerca de la superficie del chip para actuar como ruta de señal para la corriente (Figura 4). La corriente que fluye a través de este conductor crea un campo magnético percibido por el elemento Hall integrado en el cristal. La fuerza del campo magnético depende linealmente de la corriente que pasa. El acondicionador de señal incorporado filtra el voltaje generado por el elemento sensor y lo amplifica a un nivel que se puede medir utilizando el ADC del microcontrolador.

Figura 3.

La Figura 5 muestra la distribución de pines del ACS712 y diagrama típico encendiéndolo. Los pines 1, 2 y 3, 4 forman un camino conductor para la corriente medida con resistencia interna aproximadamente 1,2 mOhm, lo que determina pérdidas de potencia muy bajas. Su grosor se elige de modo que el dispositivo pueda soportar una intensidad de corriente cinco veces mayor que la máxima. valor válido. Los contactos del conductor de alimentación están aislados eléctricamente de los terminales del sensor (pines 5 - 8). La resistencia de aislamiento calculada es de 2,1 kV rms.

En aplicaciones de baja frecuencia, a menudo es necesario incluir un filtro RC simple en la salida del dispositivo para mejorar la relación señal-ruido. El ACS712 contiene una resistencia interna RF que conecta la salida del amplificador de señal en chip a la entrada del circuito buffer de salida (consulte la Figura 6). Uno de los terminales de resistencia está disponible en el pin 6 del microcircuito, al que está conectado un condensador externo CF. Cabe señalar que el uso de un condensador de filtro da como resultado un aumento en el tiempo de subida de la señal de salida del sensor y, por lo tanto, limita el ancho de banda. señal de entrada. El ancho de banda máximo es de 80 kHz con la capacitancia del capacitor del filtro igual a cero. A medida que aumenta la capacitancia C F, el ancho de banda disminuye. Para reducir el nivel de ruido en condiciones nominales, se recomienda instalar un condensador C F con una capacidad de 1 nF.

Figura 6.

Sensibilidad y voltaje de salida ACS712

El voltaje de salida del sensor es proporcional a la corriente que fluye a través del camino conductor (desde los pines 1 y 2 hasta los pines 3 y 4). Hay tres versiones del sensor de corriente disponibles para diferentes rangos de medición:

• ±5 A (ACS712-05B),
• ±20 A (ACS712-20B),
• ±30A (ACS712-30A)

Los niveles de sensibilidad correspondientes son 185 mV/A, 100 mA/V y 66 mV/A. Con corriente cero fluyendo a través del sensor, el voltaje de salida es la mitad del voltaje de suministro (Vcc/2). Cabe señalar que la tensión de salida de corriente cero y la sensibilidad del ACS712 son proporcionales a la tensión de alimentación. Esto es especialmente útil cuando se utiliza el sensor junto con un ADC.

La precisión de cualquier ADC depende de la estabilidad de la fuente. tensión de referencia. La mayoría de los circuitos de microcontroladores utilizan el voltaje de suministro como referencia. Por lo tanto, si el voltaje de suministro es inestable, las mediciones no pueden ser precisas. Sin embargo, si el voltaje de referencia del ADC se establece en el voltaje de suministro del sensor ACS712, su voltaje de salida compensará cualquier error de conversión A/D causado por las fluctuaciones en el voltaje de referencia.

Veamos esta situación usando un ejemplo específico. Supongamos que se utiliza ACS712 para el voltaje de referencia del ADC y la fuente de alimentación del sensor. fuente común Vcc = 5,0 V. Con corriente cero a través del sensor, su voltaje de salida será Vcc/2 = 2,5 V. Si el ADC es de 10 bits (0...1023), entonces el voltaje de salida convertido del sensor corresponderá a el número 512. Ahora supongamos que, debido a la deriva, la fuente de alimentación del voltaje se establece en 4,5 V. En consecuencia, la salida del sensor será 4,5 V/2 = 2,25 V, pero el resultado de la conversión seguirá siendo el número 512. , ya que la tensión de referencia del ADC también ha disminuido a 4,5 V. Asimismo, la sensibilidad del sensor disminuirá 4,5/5 = 0,9 veces, ascendiendo a 166,5 mV/A en lugar de 185 mV/A. Como puede ver, cualquier fluctuación en el voltaje de referencia no será una fuente de error cuando conversión analógica a digital Tensión de salida del sensor ACS712.

La Figura 7 muestra las características de transferencia nominal del sensor ACS712-05B con una tensión de alimentación de 5,0 V. La deriva de la tensión de salida en el rango de temperatura de funcionamiento es mínima debido a tecnología innovadora estabilización.

Al realizar mediciones en sistemas eléctricos de automóviles, a menudo es necesario tomar oscilogramas de valores de corriente. Es decir, no sólo medir, sino estudiar detalladamente. Clásicamente se utilizan transformadores de corriente o resistencias para tales fines. Sin embargo, estos últimos tienen limitaciones de frecuencia y afectan al circuito en estudio. Para solucionar este problema se ha diseñado un sensor de corriente basado en un controlador Hall.

Todo estaría bien, pero esos sensores no son baratos. Si logra montar esta opción usted mismo, podrá ahorrar mucho dinero. Para poder hacer un modelo de su propia producción, puede utilizar varios esquemas efectivos.

circuito de chip 711

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ACS 711 es el mismo chip que permitirá producir un sensor de corriente o TD basado en un sensor Hall (sensor Hall). El BH de dicho sensor será de casi 100 kHz, lo que resultará bastante eficaz para realizar mediciones.

Este tipo de chip tiene una salida que se integra con el amplificador. Este último, a su vez, por su eficiencia, es capaz de incrementar las capacidades del circuito hasta 1 A/V.

En cuanto a la fuente de alimentación, el voltaje al amplificador se suministra utilizando fuente interna Tipo bipolar. Esta podría ser la variante NSD10 o alguna otra. El microcircuito en sí está alimentado por un estabilizador que tiene un voltaje de salida de 3,3 V.

Opción "económica" probada

Esto es lo que debe hacer para elegir esta opción:

• corte una ranura en el anillo de ferrita a lo largo del espesor de la carcasa;
• Coloque MS sobre pegamento epoxi;
• hacer una cierta cantidad enciende el anillo (el número de vueltas dependerá del voltaje específico);
• el resultado será una versión sin contacto del relé que funcionará de forma electromagnética.

La precisión del funcionamiento de dicho DT y la regularidad son bastante altas. El único inconveniente del circuito es el número de vueltas, determinado de forma puramente empírica. De hecho, no hay cálculos de un tipo específico en ninguna parte. Es necesario determinar el número de vueltas para un núcleo específico.

Combustible diesel listo MLX91206

Un circuito acumulativo que utiliza la capa más delgada de una estructura ferromagnética o IC. Este último actúa como un interruptor de campo magnético, proporcionando así una alta ganancia y ajustando la equivalencia de la señal de ruido. Esta versión del DT es más relevante para medir voltaje CA hasta 90 kHz con aislamiento óhmico, que se caracteriza por pérdidas introducidas insignificantes y un tiempo de respuesta corto.

Además, las ventajas incluyen la facilidad de montaje y las pequeñas dimensiones del fuselaje.

DT MLX91206 es un regulador que hasta el momento satisface la demanda de la industria automotriz. Además, los DT de este tipo se utilizan en otras fuentes de energía: para protección contra sobrecargas, en sistemas de motores, etc.

Muy a menudo, los motores diésel con el chip MLX91206 se utilizan en sistemas automotrices híbridos, como autoinversores.

También es interesante que este sensor esté equipado con alta calidad. sistema de protección contra sobretensiones, lo que permite su uso como regulador independiente integrado en el cable.

El principio de funcionamiento de un sensor de este tipo se basa en la transformación del campo magnético que surge de las corrientes que atraviesan el conductor. El circuito no tiene un límite superior en el nivel de voltaje medido, ya que la salida y sus parámetros están en en este caso Depende del tamaño del conductor y de la distancia inmediata al DT.

En cuanto a las diferencias entre este tipo de motor diésel y otros similares:

1. Velocidad de salida analógica, que es mayor (ayudada por el DAC de 12 bits).
2. Disponibilidad de interruptor programable.
3. Protección confiable contra sobretensiones y sobretensiones.
4. Salida PWM con resolución ADC de 12 bits.
5. Gran ancho de banda, cuyos parámetros son iguales a 90 kHz y mucho más.

En resumen, este tipo de DT es un sensor compacto y eficiente fabricado con tecnología Triasis Hall. Este tipo de tecnología se considera clásica y tradicional; es sensible a la densidad del flujo, que se aplica exactamente paralelo a la superficie.

Las mediciones que se pueden realizar utilizando un sensor prefabricado fabricado con tecnología Triasis Hall se dividen en mediciones de bajo voltaje hasta 2 A, corriente promedio. valores hasta 30 A y corrientes hasta 600 A (grande).

Echemos un vistazo más de cerca a las capacidades de estas mediciones.

• Las pequeñas corrientes se miden mediante un sensor aumentando los parámetros del campo magnético a través de una bobina alrededor del generador diésel. En este caso, la sensibilidad de la medición vendrá determinada por las dimensiones de la bobina y el número de vueltas.
• Las corrientes en el rango de hasta 30 A o corrientes promedio se miden teniendo en cuenta la tolerancia de voltaje y la disipación de potencia general de la traza. Este último debe ser bastante grueso y ancho, de lo contrario no se conseguirá un procesamiento continuo de la corriente media.
• Finalmente, medir grandes corrientes implica el uso de cobre y trazas gruesas que pueden generar voltaje en la parte posterior de la PCB.

DT sobre el efecto Hall: una visión general

¿Qué es el efecto Hall? Como se sabe, este fenómeno se basa en el hecho de que si se coloca cualquier semiconductor de tipo rectangular en un campo magnético y se pasa un voltaje a través de él, entonces en los bordes del material se forma una fuerza electrica, dirigido perpendicular al campo magnético.

Es por esta razon sensor magnético Se acostumbra llamar DH en honor al científico Hall, quien fue el primero en descubrir este mismo efecto.

¿Qué produce este mismo efecto en la electricidad del automóvil? Es sencillo. Cuando se aplica voltaje a la CC, surge una diferencia de potencial en los bordes de la placa (a veces se encuentra dentro de la CC) y se da un valor proporcional al SMF (intensidad del campo magnético).

Así, en el sector del automóvil fue posible utilizar elementos sin contacto, que en la práctica han demostrado ser mucho mejores que las piezas equipadas con grupos de contacto. Estos últimos debían limpiarse, repararse y sustituirse periódicamente.

Los CC sin contacto controlan con éxito, por ejemplo, la velocidad de rotación de los ejes, se utilizan ampliamente en sistemas de encendido y en tacómetros y ABS.

Para mediciones actuales en varios circuitos electricos Esto se puede hacer usando el chip AC712. El efecto Hall en este caso es de innegable ayuda. Por tanto, es posible producir un sensor o regulador. corriente eléctrica en bateador designado.

Dichos sensores permitirán medir la fuerza no solo de constante, sino también C.A., obtenga valores en mA.

Como regla general, un módulo con un microcircuito AC712 funciona estrictamente desde 5 V, pero le permite medir el nivel máximo de corriente de hasta 5 A. En este caso, el voltaje debe establecerse dentro de 2 kW.

En general, los DT se utilizan en toda la ingeniería eléctrica para crear comunicaciones de retroalimentación. Dependiendo del lugar específico de operación, los motores diésel se clasifican en varios tipos. Se conocen DT resistivos, DT de transformadores de corriente y, por supuesto, DT basados ​​en el efecto Hall.

Nos interesan los DT basados ​​en el efecto Hall. También se les llama reguladores abiertos o dispositivos con señal de salida de voltaje. Su finalidad: medir alternantes, constantes y corriente de impulso en los rangos de más/menos 57 a más/menos 950 amperios en v.o. 3 ml.

La tensión de salida del DT es claramente proporcional a los parámetros actuales calculados. El valor de voltaje 0 es igual a la mitad de la corriente de suministro. Por lo tanto, el rango de salida actual es de 0,25 a 0,75 V.

Es fácil ajustar la sensibilidad del DT transformando el número de vueltas del conductor probado alrededor del círculo del circuito magnético del regulador.

El cuerpo del DT debe estar hecho de plástico RVT duradero.

El plástico PVT es un material plástico producido mediante soldadura uniforme.

En cuanto a los cables duros del estuche DT, hay 3 que están destinados a soldarse a la placa.

El circuito de salida DT es un par de transistores biopolares completos. En otras palabras, esto no es más que dispositivo semiconductor, en el que se forman dos transiciones y la transferencia de carga se realiza mediante portadores de 2 polaridades o, en otras palabras, mediante electrones y cuasipartículas.

Los DT de efecto Hall también son de producción original y no original. Los primeros se distinguen por su atractivo diseño, son fiables y capaces de ofrecer máxima precisión indicaciones. Pero los motores diésel no originales no tienen tales parámetros, aunque también son capaces de aportar sus propias ventajas. Estos incluyen una carrocería plegable y un bajo costo.

Atención. Si el DT se puede desmontar fácilmente desatornillando 4 tornillos, entonces no es un dispositivo original.

Desmontar la carrocería del DT original conducirá definitivamente al fracaso, ya que están fabricados en versión cerrada. Por supuesto, puedes intentar llegar al interior, pero esto provocará inevitablemente averías. El cuerpo de dichos dispositivos está sellado por todos lados y en todas las juntas.

Comparar el interior de un motor diésel de fábrica y su posterior montaje circuito casero Se recomienda utilizar, como está escrito anteriormente, dispositivo no original. Por ejemplo, que sea el DST-500 chino. Es fácil de desmontar, el diagrama se puede copiar con fuerza, ya que es simple y no contiene trucos complejos.

En cuanto al funcionamiento, es el mismo en todos los tipos de motores diésel:

• el conductor de energía vivo pasa por el circuito magnético;
• se forma un campo de ciclotrón;
• la corriente fluye a través del devanado ecualizador del circuito magnético para estabilizar el campo;
• la tensión compensada debe ser exactamente proporcional a la tensión vigente. conductor.

Además, para compensar el circuito magnético del sensor, es necesario medir la magnitud y los valores de signo del DT. Para estos fines, se debe cortar un orificio en el circuito magnético a través del cual, de hecho, se inserta el sensor Hall. La señal del dispositivo será amplificada y suministrada a un endotrón de potencia, cuya salida está integrada con un devanado estabilizador.

Así, el objetivo principal esquema similar será el paso de tal fracción del voltaje a través del devanado, lo que influiría en el campo magnético de modo que en la rotura del circuito magnético el valor se acerque a 0.

En este caso, la precisión de la eficiencia de conmensurabilidad se mantendrá en toda la zona de la tensión medida. Para medir la compensación de voltaje precisa. Los devanados utilizan una resistencia de precisión de baja resistencia. La magnitud de la caída de corriente a través de dicha resistencia será igual al valor de voltaje en el circuito de alimentación.

El DT de este tipo se puede realizar fácilmente por su cuenta. La necesidad de tales reguladores crece constantemente y, como se mencionó, no son baratos.

En un caso particular, es recomendable utilizar un sensor Hall específico sin marco. Se puede instalar sobre una tira estrecha de laminado fino de fibra de vidrio. Debe haber un hueco de aterrizaje debajo, donde se asentará muy firmemente sobre el pegamento epoxi.

Atención. Una tira de PCB con un espesor de 0,8 mm se considerará normal, ya que encajará en el hueco sin fricción excesiva contra las paredes y sin efecto de colgar.

DT es una configuración de referencia para calcular el voltaje de un púlsar de suministro de energía de alto voltaje. Por ejemplo, la corriente consumida por el motor de arranque o el generador. Y con la ayuda de un sensor Hall esto se puede lograr usando un solo chip.

Finalmente vídeo interesante sobre un sensor de corriente basado en un sensor Hall

¡Hola a todos!

Quizás valga la pena presentarse un poco: soy un ingeniero de circuitos común y corriente que también está interesado en la programación y algunas otras áreas de la electrónica: DSP, FPGA, comunicaciones por radio y algunas otras. EN últimamente Me lancé de cabeza hacia los receptores SDR. Inicialmente quería dedicar mi primer artículo (espero que no el último) a algún tema más serio, pero para muchos se convertirá en una simple lectura y no será útil. Por tanto, el tema elegido es altamente especializado y de aplicación exclusiva. También quiero señalar que, probablemente, todos los artículos y preguntas que contienen se considerarán más desde el punto de vista de un diseñador de circuitos que de un programador o cualquier otra persona. Bueno, ¡vamos!

Hace poco me encargaron diseñar un “Sistema de monitorización del suministro energético de un edificio residencial”, el cliente se dedica a la construcción. casas de campo, por lo que es posible que algunos de ustedes ya hayan visto mi dispositivo. este dispositivo consumo de corriente medido en cada fase de entrada y voltaje, enviando simultáneamente datos a través del canal de radio ya sistema instalado « hogar inteligente"+ sabía apagar el motor de arranque en la entrada de la casa. Pero hoy no hablaremos de eso, sino de su pequeño pero muy importante componente: el sensor de corriente. Y como ya entendió por el título del artículo, estos serán sensores de corriente "sin contacto" de Allegro. ACS758-100.
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Puedes mirar la hoja de datos del sensor del que hablaré. Como puedes adivinar, el número "100" al final de la marca es la corriente máxima que el sensor puede medir. Seré honesto: tengo dudas al respecto, me parece que los terminales simplemente no resistirán 200 A durante mucho tiempo, aunque es bastante adecuado para medir la corriente de entrada. En mi dispositivo, un sensor de 100A pasa constantemente por al menos 35A sin problemas + hay picos de consumo de hasta 60A.

Figura 1 - Apariencia Sensor ACS758-100(50/200)

Antes de pasar a la parte principal del artículo, le sugiero que se familiarice con dos fuentes. si tienes conocimientos basicos en electrónica, serán redundantes y no dudes en saltarte este párrafo. Aconsejo a otros que salgan a correr. desarrollo general y comprensión:

1) Efecto Hall. Fenómeno y principio de funcionamiento.
2) Sensores de corriente modernos
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Bueno, empecemos por lo más importante: el etiquetado. Compro componentes el 90% del tiempo en www.digikey.com. Los componentes llegan a Rusia en 5-6 días, el sitio probablemente lo tenga todo, también hay una búsqueda paramétrica y documentación muy convenientes. Entonces lista completa Los sensores de la familia se pueden ver allí bajo petición " ACS758"Compré mis sensores allí. ACS758LCB-100B.

Todo está marcado dentro de la hoja de datos, pero aun así prestaré atención a punto clave "100V":

1) 100 - este es el límite de medición en amperios, es decir, mi sensor puede medir hasta 100A;
2) "EN" - vale la pena prestar especial atención a esta carta; en su lugar también puede estar la carta " Ud.". Calibre con letra B Puede medir corriente alterna y, en consecuencia, corriente continua. Sensor con letra Ud. Sólo puede medir corriente continua.

También hay una excelente señal sobre este tema al comienzo de la hoja de datos:


Figura 2 - Tipos de sensores de corriente de la familia ACS758

Además, una de las razones más importantes para utilizar un sensor de este tipo fue: aislamiento galvánico. Los pines de alimentación 4 y 5 no están conectados eléctricamente a los pines 1,2,3. EN este sensor comunicación sólo en forma de campo inducido.

Otro apareció en esta tabla. parámetro importante- dependencia del voltaje de salida de la corriente. Hermoso de este tipo Los sensores es que tienen una salida de voltaje, no una salida de corriente como los transformadores de corriente clásicos, lo cual es muy conveniente. Por ejemplo, la salida del sensor se puede conectar directamente a la entrada ADC del microcontrolador y se pueden tomar lecturas.

en mi sensor valor dado es igual 20 mV/A. Esto significa que cuando una corriente de 1A fluye a través de los terminales 4-5 del sensor, el voltaje en su salida aumentará en 20 mV. Creo que la lógica es clara.

El siguiente punto es ¿qué voltaje habrá en la salida? Teniendo en cuenta que la fuente de alimentación es "humana", es decir, unipolar, entonces al medir corriente alterna debe haber un "punto de referencia". En este sensor, este punto de referencia es la mitad de la alimentación (Vcc). Esta solución ocurre a menudo y es conveniente. Cuando la corriente fluye en una dirección, la salida será " 1/2 Vcc + I*0,02V", en otro medio ciclo, cuando la corriente fluye en reverso el voltaje de salida será más estrecho 1/2 Vcc - I*0,02V". En la salida obtenemos una sinusoide, donde "cero" es 1/2Vcc. Si medimos corriente continua, entonces en la salida tendremos " 1/2 Vcc + I*0,02V", luego, al procesar los datos en el ADC, simplemente restamos el componente constante 1/2 Vcc y trabajar con datos verdaderos, es decir, con el resto Yo*0,02 V.

Ahora es el momento de probar en la práctica lo que describí anteriormente, o más bien lo que leí en la hoja de datos. Para trabajar con el sensor y probar sus capacidades, construí este "minisoporte":

Figura 3 - Área de prueba del sensor de corriente

En primer lugar, decidí aplicar energía al sensor y medir su salida para asegurarme de que se considere "cero". 1/2 Vcc. El diagrama de conexión se puede encontrar en la hoja de datos, pero yo, solo queriendo familiarizarme, no perdí el tiempo y esculpí un condensador de filtro para la fuente de alimentación + circuito de filtro de paso bajo RC en el pin Vout. ¡En un dispositivo real, no hay ningún lugar sin ellos! Terminé con esta foto:

Figura 4 - Resultado de la medición “cero”

Cuando se aplica energía 5V de mi bufanda STM32VL-Descubrimiento Vi estos resultados - 2,38 V. La primera pregunta que surgió: " ¿Por qué 2,38 y no 2,5 descrito en la hoja de datos?"La pregunta desapareció casi instantáneamente: medí el bus de alimentación durante la depuración y había 4,76-4,77 V. Pero el punto es que la comida esta llegando con USB ya hay 5V, después de USB hay un estabilizador lineal LM7805, y este claramente no es un LDO con una caída de 40 mV. Aquí es donde caen aproximadamente los 250 mV. Bueno, está bien, esto no es crítico, lo principal es saber que "cero" es 2,38V. Es esta constante la que restaré al procesar datos del ADC.

Ahora tomemos la primera medición, por ahora sólo usando un osciloscopio. Mediré la corriente de cortocircuito de mi bloque ajustable nutrición, es igual 3.06A. El amperímetro incorporado muestra esto y el flujo dio el mismo resultado. Bueno, conectemos las salidas de alimentación a las patas 4 y 5 del sensor (en la foto tengo un cable metido) y veamos qué pasa:

Figura 5 - Medición actual cortocircuito PA

Como podemos ver, el voltaje es votar aumentó de 2,38V a 2,44V. Si miramos la dependencia anterior, entonces deberíamos haber obtenido 2,38 V + 3,06 A*0,02 V/A, que corresponde a un valor de 2,44V. El resultado corresponde a las expectativas; con una corriente de 3A recibimos un aumento a “cero” igual a 60 mV. Conclusión: el sensor funciona, ya puedes trabajar con él usando el MK.

Ahora necesita conectar un sensor de corriente a uno de los pines ADC del microcontrolador STM32F100RBT6. La piedra en sí es muy mediocre, la frecuencia del sistema es de solo 24 MHz, pero este pañuelo ha pasado por mucho y ha demostrado su eficacia. Probablemente lo tengo desde hace unos 5 años, porque lo obtuve gratis en un momento en que los ST se repartían a diestra y siniestra.

Al principio, por costumbre, quería instalar un amplificador operacional con un coeficiente después del sensor. gana "1", pero mirando diagrama de bloques, Me di cuenta de que ya estaba parado adentro. Lo único que vale la pena considerar es que a la corriente máxima potencia de salida será igual a la alimentación del sensor Vcc, es decir, unos 5V, y STM puede medir de 0 a 3,3V, por lo que en este caso es necesario instalar un divisor de tensión resistivo, por ejemplo, 1:1,5 o 1:2. Mi corriente es escasa, así que descuidaré este momento por ahora. Mi dispositivo de prueba se parece a esto:

Figura 6 - Montaje de nuestro “amperímetro”

Además, para visualizar los resultados, me equivoqué. pantalla china En el controlador ILI9341, afortunadamente estaba por ahí, pero mis manos no podían alcanzarlo. Para escribirle una biblioteca completa, dediqué un par de horas y una taza de café; afortunadamente, la hoja de datos resultó ser sorprendentemente informativa, lo cual es poco común en las artesanías de los hijos de Jackie Chan.

Ahora necesitamos escribir una función para medir Vout usando el ADC del microcontrolador. No entraré en detalles; ya hay mucha información y lecciones sobre STM32. Así que solo mira:

Uint16_t get_adc_value() ( ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); while(ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET); devuelve ADC_GetConversionValue(ADC1); )
A continuación, para obtener los resultados de la medición del ADC en código ejecutable cuerpo principal o interrupción, se deberá escribir lo siguiente:

datos_adc = get_adc_value();
Habiendo declarado previamente la variable data_adc:

Externo uint16_t data_adc;
Como resultado, obtenemos la variable data_adc, que toma un valor de 0 a 4095, porque El ADC en STM32 es de 12 bits. A continuación, debemos convertir el resultado obtenido "en loros" a una forma más familiar para nosotros, es decir, a amperios. Por lo tanto, primero es necesario calcular el precio de división. Después del estabilizador en el bus de 3,3 V, mi osciloscopio mostró 3,17 V, no me molesté en averiguar con qué estaba conectado. Por lo tanto, al dividir 3,17 V por 4095, obtenemos el valor 0,000774 V; este es el precio de división. Es decir, después de recibir el resultado del ADC, por ejemplo 2711, simplemente lo multiplico por 0,000774 V y obtengo 2,09 V.

En nuestra tarea, el voltaje es sólo un "mediador"; todavía necesitamos convertirlo en amperios. Para hacer esto, debemos restar 2,38 V al resultado y dividir el resto entre 0,02 [V/A]. El resultado es esta fórmula:

Flotante I_out = ((((flotante)data_adc * presc)-2.38)/0.02);
Bueno, es hora de cargar el firmware al microcontrolador y ver los resultados:

Figura 7 - Resultados de la medición de datos del sensor y su procesamiento

Medí el consumo propio del circuito, como puedes ver 230 mA. Después de medir lo mismo con un flujo verificado, resultó que el consumo era de 201 mA. Bueno, la precisión de un decimal ya es genial. Explicaré por qué... El rango de corriente medida es 0..100A, es decir, la precisión hasta 1A es del 1%, y la precisión hasta décimas de amperio ya es 0,1%! Y tenga en cuenta que esto no incluye ninguna solución de circuito. Incluso me daba pereza colgar los filtros de la fuente de alimentación.

Ahora necesito medir la corriente de cortocircuito (SC) de mi fuente de energía. Giro la perilla al máximo y obtengo la siguiente imagen:

Figura 8 - Mediciones de corriente de cortocircuito

Bueno, las lecturas reales de la propia fuente con su amperímetro original:

Figura 9 - Valor en la escala BP

De hecho, mostró 3.09A, pero mientras tomaba fotografías, la bobina se calentó y su resistencia aumentó y la corriente, en consecuencia, cayó, pero esto no es tan malo.

En conclusión, no sé ni qué decir. Espero que mi artículo ayude de alguna manera a los radioaficionados principiantes en su difícil viaje. Quizás a alguien le guste mi forma de presentar el material, entonces podré seguir escribiendo periódicamente sobre cómo trabajar con varios componentes. Puedes expresar tus deseos sobre el tema en los comentarios, intentaré tenerlo en cuenta.

En 1879, mientras trabajaba en su tesis doctoral en la Universidad Johns Hopkins, el físico estadounidense Edwin Herbert Hall realizó un experimento con una placa de oro. Pasó una corriente a través de la placa, colocando la placa sobre el vidrio y, además, la placa fue sometida a un campo magnético dirigido perpendicular a su plano y, en consecuencia, perpendicular a la corriente.

Para ser justos, cabe señalar que Hall en ese momento estaba lidiando con la cuestión de si la resistencia de la bobina a través de la cual fluye la corriente depende de la presencia de una bobina al lado, y como parte de este trabajo, los científicos realizaron miles de experimentos. Como resultado del experimento con una placa de oro, se descubrió que en los bordes laterales de la placa aparecía una cierta diferencia de potencial.

Esta tensión se llama voltaje de pasillo. El proceso se puede describir aproximadamente de la siguiente manera: la fuerza de Lorentz conduce a la acumulación de una carga negativa cerca de un borde de la placa y una carga positiva cerca del borde opuesto. La relación entre el voltaje Hall resultante y la magnitud de la corriente longitudinal es una característica del material del que está hecho. elemento específico Hall, y esta cantidad se llama "resistencia Hall".

Sirve como un método bastante confiable para determinar el tipo de portadores de carga (hueco o electrón) en un semiconductor o metal.

Basados ​​en el efecto Hall, ahora se fabrican sensores Hall, dispositivos para medir la intensidad del campo magnético y determinar la intensidad de la corriente en un conductor. A diferencia de los transformadores de corriente, los sensores Hall permiten medir la corriente continua. Por tanto, las aplicaciones del sensor Hall en general son muy amplias.

Dado que el voltaje Hall es bajo, es lógico que el voltaje Hall esté conectado a los terminales. Para conectarse a nodos digitales, el circuito se complementa con un disparador Schmitt y se obtiene un dispositivo de umbral que se activa cuando nivel dado intensidad del campo magnético. Estos circuitos se denominan interruptores Hall.

A menudo se utiliza un sensor Hall junto con un imán permanente, y el funcionamiento se produce cuando el imán permanente se acerca al sensor a una distancia determinada y predeterminada.

Los sensores Hall están bastante extendidos en motores eléctricos (servomotores) sin escobillas o de válvulas, donde los sensores se instalan directamente en el estator del motor y desempeñan el papel de un sensor de posición del rotor (RPS), que proporciona comentario según la posición del rotor, aproximadamente como un colector en motor conmutador CORRIENTE CONTINUA.

Al colocar un imán permanente en el eje, obtenemos un cuentarrevoluciones simple y, a veces, el efecto de protección de la propia parte ferromagnética sobre el flujo magnético es suficiente. El flujo magnético a partir del cual normalmente se activan los sensores Hall es de 100 a 200 Gauss.

Producidos por la industria electrónica moderna, los sensores Hall de tres terminales tienen en su vivienda n-p-n Transistor de colector abierto. A menudo, la corriente a través del transistor de dicho sensor no debe exceder los 20 mA, por lo que para conectar una carga potente es necesario instalar un amplificador de corriente.

El campo magnético de un conductor portador de corriente normalmente no es lo suficientemente intenso como para activar un sensor Hall, ya que la sensibilidad de dichos sensores es de 1-5 mV/Gauss y, por lo tanto, para medir corrientes débiles, el conductor portador de corriente se enrolla sobre Un núcleo toroidal con un espacio y un sensor Hall ya está instalado en el espacio. Así, con una separación de 1,5 mm, la inducción magnética ya será de 6 G/A.

Un transductor de medida de corriente es un dispositivo que puede sustituir a los transformadores de corriente y los shunts que se utilizan hoy en día. Se utiliza para control y medición y es excelente. solución de ingeniería. El diseño del dispositivo se realiza de acuerdo con métodos modernos Implementación técnica de equipos y formas de garantizar la versatilidad, conveniencia y confiabilidad del sistema. Es por eso transductores de medida, desarrollado fabricante ruso, se utilizan todos los años en gran demanda. La gama de posibles modificaciones agrada a los consumidores, ya que les permite elegir la más solución adecuada y al mismo tiempo no pagar de más.

¿Qué tienen de especial los transductores actuales?

La característica principal del transductor de medida de corriente es su versatilidad. A la entrada del dispositivo se le puede suministrar corriente continua, pulsada y alterna. Para hacer posible esta versatilidad, los fabricantes han desarrollado un dispositivo basado en el principio de Hall. El convertidor utiliza un pequeño circuito semiconductor. Con su ayuda, se determina la magnitud y dirección del campo magnético de la corriente suministrada a la entrada del dispositivo. Por tanto, el convertidor de corriente de efecto Hall es un dispositivo único con alto rendimiento y funcionalidad.

El dispositivo tiene la forma de una carcasa con un orificio a través del cual pasa un conductor que transporta corriente. Nutrición circuito electronico El convertidor se alimenta desde una fuente de alimentación con un voltaje CC de 15 voltios. Aparece una corriente en la salida del dispositivo, que cambia de valor, dirección y tiempo en proporción directa a la corriente en la entrada. En este caso, se puede fabricar un transductor de medida de corriente basado en el efecto Hall no solo con una abertura para la salida de conductores portadores de corriente, sino también en forma de un dispositivo destinado a ser instalado en un circuito abierto.

Características de diseño de los transductores de medida de corriente.

El transductor de medida de corriente sin contacto está fabricado con aislamiento galvánico entre el circuito de control y el circuito de potencia. El convertidor consta de un núcleo magnético, un devanado de compensación y un dispositivo Hall. Cuando la corriente fluye a través de las barras colectoras, se induce una inducción en el circuito magnético y el dispositivo Hall produce un voltaje que cambia a medida que cambia la inducción inducida. La señal de salida se envía a la entrada. amplificador electronico, y luego pasa al devanado de compensación. De este modo, a través del devanado de compensación fluye una corriente que es directamente proporcional a la corriente de entrada, mientras que la forma de la corriente primaria se repite por completo. Básicamente, es un convertidor de corriente y voltaje.

Transductor de corriente CA sin contacto

Muy a menudo, los consumidores compran sensores de corriente y voltaje para redes de alimentación de CA trifásicas. Por lo tanto, los fabricantes han desarrollado especialmente transductores de medida PIT-___-T con una electrónica más sencilla y, en consecuencia, un precio más bajo. El funcionamiento de los dispositivos puede realizarse en diferentes temperaturas, en el rango de frecuencia de 20 a 10 kHz. Al mismo tiempo, los consumidores tienen la oportunidad de seleccionar el tipo de señal de salida del convertidor: voltaje o corriente. Los transductores de medida de corriente sin contacto se fabrican para su instalación en una barra colectora redonda o plana. Esto amplía significativamente el ámbito de aplicación. de este equipo y lo hace relevante para la reconstrucción de subestaciones de diferentes capacidades.