(098) 067-12-26 Киевстар (098) 067-12-26   Киевстар
(066) 142-24-48 Vodafone (066) 142-24-48   Vodafone
(098) 067-12-26 Lifecell (063) 642-36-59   Lifecell
 info@arduino.ua
График работы магазина:
Пн-Пт: 9.00 - 19.00
Сб: 10.00 - 19.00
Вс: выходной
г. Киев, ул. Васильковская, 30
ст.м. "Васильковская"
Каталог

Школа робототехники intRobots

Kitronik 16 (i2C) для BBC micro:bit

Плата расширения для подключения 16-ти сервоприводов к микро-контроллеру BBC micro:bit позволяет одновременно управлять до 16 сервоприводами. Он построен на микросхеме драйвера PCA9865. На плате имеется встроенный Edge Connector для подключения

Конструктор "Гидравлик"

Ваш ребенок любит знакомиться с чем-то новым, а вы хотите найти для него полезное и веселое занятие? Конструктор Гидравлик выполнит все три задания и сможет заинтересовать юного исследователя.

Доработка библиотеки TM-1637 для 7-ми сегментного екрана

В этой статье речь идет об улучшении библиотек для экрана TM-1637. Библиотека модифицирована и улучшена в сторону удобства написания скетча.

Датчик магнитного поля на Arduino Nano

Недавно я столкнулся с такой проблемой – я не могу определить полярность магнита, также я не мог узнать, есть ли вообще магнитное поле у того и/или иного предмета, следовательно, точно определить мощность магнита я тоже не мог, пока не сделал прибор,

Установка OpenBSD на Raspberry Pi 3 Model B

Установка OpenBSD на Raspberry Pi 3 Model B (не подходит для Raspberry Pi 3 Model B+) Подробное описание установки дистрибутива операционной системы OpenBSD на Raspberry Pi 3 Model B.
Напиши статью и получи скидку!

Измерение силы тока датчиком SCT-013-030

2017-08-10

Все статьи →

А.Чечин

Подобные датчики тока очень распространены в технике. Они представляют собой измерительные трансформаторы, у которых роль первичной обмотки играет провод с измеряемым током. Такие трансформаторы выполняются на замкнутых сердечниках в виде кольца из ферромагнитных материалов, причем сердечник некоторых моделей имеет разрез, через который в отверстие кольца вводится провод. Таким образом, подключение трансформатора очень простое, его раскрывают, одевают на провод и защелкивают. Такой трансформатор (датчик) назвали «неинвазивным». Этот термин чисто хирургический и понимать его нужно так - для подключения ничего резать не нужно.

При протекании переменного тока по проводу, в катушке возникнет ЭДС, а если к ней подключить амперметр, то цепь замкнется и прибор покажет ток, пропорциональный измеряемому. Коэффициент пропорциональности зависит от числа витков катушки. Например, на датчике SCT-013-000, который измеряет ток до 100 А, написано, что при 100 А ток в катушке будет составлять 50 мА. Если разделить 100/0,05 получим 2000 – число витков катушки. Подключить такой датчик напрямую к аналоговому порту Arduino не выйдет, ведь АЦП измеряет напряжение. Поэтому сначала к выводам датчика нужно подключить резистор. Ток, протекая через резистор, вызовет падение напряжения на нем и вот это напряжение уже можно направлять в АЦП.

Конструкция SCT-013-030 тоже классическая, но отличается от своего старшего 100-амперого собрата. У этого датчика резистор уже есть. Ради любопытства разбираем датчик.

Действительно, на плате видим SMD-резистор на 62 Ом. На корпусе датчика написано, что при токе 30 А напряжение на выходе составит 1 В. По закону Ома ток через резистор будет чуть больше 16мА. Отлично! Можно подключать.

Но прежде нужно позаботиться об испытательном «стенде» и нагрузке. Далее вам придется работать с высоким напряжением и большими токами, что ОПАСНО ДЛЯ ЖИЗНИ! Все работы по сборке схем нужно делать только при выключенном питании. Также обращайте свое внимание на обеспечение изоляции и меры по защите от поражения электрическим током. При возможных негативных последствиях для вас или вашего оборудования автор текста никакой ответственности не несет! Вы все делаете на свой страх и риск.

Вам понадобится кусок многожильного провода (лучше 2х2,5), розетка, вилка, два клеммника Wago. Из этих деталей собираем вот такую систему:

Через клеммники можно подключить амперметр, или поставить вместо него перемычку. На целый проводник надеваем наш датчик.

Далее, можно было бы уже собирать схему на макетной плате. Один вывод разъема под «джек» датчика завести в А0 на Arduino, а другой соединить с GND. Но такая схема не учитывает то, что мы имеем дело с синусоидальным переменным напряжением, у которого периодически меняется полярность. Arduino ждет на аналоговом входе напряжение в пределах от 0 до 5 В, а у нас из датчика вытекает нечто в пределах от -1 В до +1 В.

Такую синусоиду нужно «поднять» над осью t, вывести целиком в положительную область. Это можно сделать, прибавив к u(t) половину напряжения питания нашей Arduino.

Для этого подключим датчик к +5В через делитель напряжения. Для борьбы с возможными помехами добавим в схему конденсатор. Конденсатор взял какой попался под руку.

В качестве нагрузки я взял электрочайник. Ток через него составляет почти ровно 7 А. Собираем схему и пишем простой скетч.

void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { int x = analogRead(0); Serial.println(x); }

Запускаем наш стенд и смотрим результаты на амперметре и в мониторе порта.

На амперметре – ожидаемые 7 А, а вот на графике данных, которые поступают из порта, мы видим такую картинку:

Во-первых – датчик работает, и это радует. Явно прослеживается «прыжок» напряжения, а, следовательно, и тока в проводе к чайнику. Но вот где искать 7 А?

Во-вторых – не забываем нагрузку выключать! Провода амперметра не рассчитаны на такие токи, и они будут сильно греться.

Конечно, можно попить нагретого чайку, проанализировать картину, городить последовательные измерения, искать амплитудные значения, усреднять и вычислять действующее значение тока. Однако – жизнь коротка, и лучше воспользоваться уже готовой библиотекой для работы с такими датчиками – EmonLib. Скачать ее можно по адресу:

Библиотека мониторинга электро-датчиков

Устанавливаем библиотеку и переписываем наш скетч. Можно взять и готовый пример из библиотеки.

#include "EmonLib.h"

EnergyMonitor emon1;

void setup()

{ Serial.begin(9600); emon1.current(0, 30); }

void loop()

{ double Irms = emon1.calcIrms(1480); Serial.println(Irms); }

Некоторые пояснения к тексту программы.

Функция emon1.current(0, 30) имеет два параметра. Первый – номер аналогового порта, куда подключен датчик (А0). Второй – калибровочный коэффициент, который получается делением максимального значения измеряемого тока на максимальное значение выходного напряжения датчика. У нас 30/1=30.

Функция emon1.calcIrms(1480), которая выдает действующее значение тока Irms (от англ. root-mean-square), имеет в параметре число 1480. Это означает, что измерения производятся 1480 раз за 14 периодов изменения тока, что составляет примерно 106 измерений за один период. Менять этот параметр не стоит.

Заливаем, запускаем. Теперь картинка на мониторе резко изменилась, и нужно заметить - в лучшую сторону.

Видно, что ток находится в районе 7 А, нагрузка включилась, а потом выключилась. Правда, значения тока в мониторе порта несколько отличаются от показаний амперметра (7 А).

Но данная беда может быть решена введением некоторого поправочного коэффициента. Принципиально, задача по измерению тока датчиком SCT-013-030 решена, а все остальное в проекте (эран, корпус, …) можно отнести к украшательству, и каждый из вас выполнит эту часть на свой лад.

Ваша оценка статьи:

Отлично
Хорошо
Удовлетворительно
Плохо
Очень плохо

Общая оценка:

Оценка "Измерение силы тока датчиком SCT-013-030"
4 из 5
сделана на основе 13 оценок 13 клиентских отзывов.

Благодарим Вас за обращение! Ваш отзыв появится после модерации администратором.
Игорь
09.02.2019 14:20:13
Измеряю потребление дома и выработанную энергию солнца инверторами. /ОТДЕЛЬНО/. АРДУИНО УНО сравнивает данные и подключает ступенчатые балластные нагрузки в случае если энергии солнца больше чем потребление домом. Система инверторов вырабатывает 1.8 кВт. энергии. Вообщем 2 датчика на одну Arduino UNO.
Максим
02.02.2019 08:55:35
Замечание: такие датчики работают в режиме трансформатора тока, или трансформатора напряжения. Ну или в какой-то смеси. Режим определяется величиной нагрузочного сопротивления.В режиме трансформатора тока сигнальный ток воспроизводит форму переменного тока в измеряемой цепи. В режиме трансформатора напряжения напряжение на выходе равно производной тока. Для синусоиды получится синусоида сдвинутая на 90 градусов, для более хитрых зависимостей может получиться нечто странное.Для работы в режиме трансф. тока итоговое падение напр. на нагрузочном сопротивлении должно быть намного ниже "холостого" напряжения на выводах. Зачастую в этом случае напряжение получается невысокое и его нужно усиливать.
Пётр
20.01.2019 21:50:47
Всё понятно и для меня очень полезно, но сразу возник вопрос: Что будет если через трансформатор потечет ток короткого замыкания, скажем 600A? И как от этого защититься от этой проблемы (если она есть)?
Виталий
10.11.2018 16:01:02
Скиньте пожалуйста скетч в комментарии. Не могу скачать
Олег
06.10.2018 17:37:23
Всё понятно. Повторяю. :-)
DЭN_Master
17.07.2018 03:42:47
Благодарность не знает предела!!! Это очень ценная и полезная информация! У меня есть необходимость измерить переменный ток около 25 ампер с помощью ардуино. имеется трансформатор тока хоть и отличный от того что использовался в статье. Буду пробовать применять. Надеюсь всё получится!
иван
06.05.2018 20:06:32
бред
Сергей
15.01.2018 01:44:32
.
Илья
13.11.2017 16:34:44
Отлично!Месяц назад мутил проект похожий, только он считал мощность и потребление преборов в квартире.с помощью него померил КПД БП от ПК.
Сергей
01.10.2017 19:36:17
Больше года несколько раз возвращался к теме измерения среднеквадратичного значения переменного тока-напряжения. Ни одна из опробованных библиотек не дала желаемого результата, пришлось использовать свой топорный скетч, который более-менее устраивал. Если использованная в статье библиотека даст нормальные результаты, буду очень благодарен!
Eugen
27.09.2017 15:51:03
Если нет необходимости тщательно отслеживать форму тока, а лишь его амплитудное/действующее значение, можно вынести измерительное сопротивление за пределы датчика, подключив его через диодный мостик. Заодно и смещение не потребуется.
Павел
26.09.2017 15:50:15
Хорошо.
Александр
22.08.2017 20:14:21
Нужно поправить ошибки. Переставить фото и изменить второй скетч.
оплата картами Visa и MasterCard