迷走の果て・Tiny Objects

迷走する日々の覚え書きです。自分で分かってることは省略してますので、念のため。

ACS712電流センサモジュールをArduinoにつないでみる(2)

前の記事で10倍ほど増幅してみるか、と書いた。
回路はこのようになる。温度補償用のサーミスタもつけておいた。
ACS712実験回路2

が、何のことはない、既にアンプ付きの電流センサーがある。おまけに回路図までのっている。
考え方は同じだ。念のため、真似をしたわけではない。
手持ちの部品だけで出来そうだ。31日から翌3日まで休みなので、試してみようか。
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「びんぼうでいいの」事始め ASC712電流センサーをArduinoにつないでみる

Facebookに既に書いたことだが、aitendoさんのArduino互換機「びんぼうでいいの」にASC712電流センサーモジュールをつないでみた。

ACS712_Arduino実験の様子


Arduinoは不慣れなので、スケッチはこちらを参考にした。
10オームの抵抗を三本直列にして約14Vをかけたときの実行結果、単位は表示していないがアンペアとなる。平均化していないのでばらつきが大きい。というよりArduinoのADコンバータの性能でこうなってしまう。
ACS712_Arduino1.png

ArduinoのADコンバータは10bit、電圧範囲は0V~5Vなので約4.9mV/LSBとなる。
一方ACS712の感度は185mV/Aなので約26mA/LSBとなる。(26≒4.9/185*1000)
このままでは10mAオーダーの測定は無理だ。10倍ぐらい増幅してやればいいか。

電流センサーACS712 温度補償を考えてみる

ACS712/714は25℃以下での温度係数が大きい、そこで補償できないか考えてみた。
LM35などの温度センサーも考えたが、手持ちにあったので石塚電子のサーミスタ103JTを使ってみることにした。薄くて小さく、熱時定数も小さいので今回の目的にはいいと思う。

10Kオームの抵抗を直列に入れて分圧比を計算したグラフ、サーミスタの抵抗は以前ダウンロードしたデータシートを参照した。
なおこのデータシートは1℃ステップで-50℃から90℃までの抵抗値と誤差が記載されてるのだが、今ネット上には見つからないようだ。
サーミスタ103JT分圧比
直線性はよい、今回の目的なら充分だろう。なお横軸は温度、縦軸は分圧比。

ACS712_with_サーミスタ
サーミスタをACS712に接触させておく。


ACS712_実験写真_サーミスタ
例によってPSoCを使った。ADコンバータにはEzADCを使った、あまり精度は狙わず分解能は11bitとした。
10Ωの抵抗を3本直列につなぎ、14Vをかけたときの表示。表示は小数点以下2桁とした。
ついでにサーミスタによる分圧電圧から温度を表示させてみた。
近くに置いた温度計が15.5℃だったので簡単な回路の割には精度はいい。
液晶右側の数字は生データ。

温度補償がうまくいってるかどうかは、しばらく動作させて様子を見なければならない。

電流センサー ACS712/714

スイッチサイエンスさんから買った電流センサーモジュールにはACS712が使われてます。ACS714を使った電流ーセンサーモジュールもあります。
ACS712とACS714の違いを調べてみました。
ACS712のデータシート
ACS714のデータシート
ACS712の使用温度範囲は-40℃~85℃ですが、ACS714には-40℃~150℃のグレードのタイプがあるのが違いのようです。
ACS714ELCTR-***-Tが-40℃~85℃
ACS714LLCTR-***-Tが-40℃~150℃
ちなみにACS714LLCTR-05B-Tはデジットでも扱っています。(知ってればデジットで買ったのですが・・・)

実験回路を変更しました。ユニバーサル基板の切れ端に組みなおしました。
ACS712_実験写真2
ACS712実験回路

零アンペア時のオフセット電圧をMC1403による定電圧出力から、抵抗分割にしました。
データシートによると零アンペア時の出力は2.5Vではなく、VCC/2となっています。
VCC=5Vにしていますが、変動があった場合にオフセット電圧が一定ではまずいのです。

零アンペア時のオフセット電圧は温度により変化します。
データシートによると
-40℃~25℃で-0.26mV/℃
25℃以上で-0.08mV/℃
と25℃を境に大きく異なります。
センサーの感度は185mV/Aなので5.4mA/mVとなります。
すなわち1mVの変化が5.4mAの変化に相当します。

-40℃~25℃で-0.26mV/℃という温度係数は -1.4mA/℃と計算できます。
1℃で1.4mAですから、10℃では14mAになり、仮に50mAを測っていても10℃の温度変化で14mA変化することになります。
数十ミリアンペアの測定は低温時には誤差が大きくなることが分かります。


ACS712電流センサーモジュール(2)

ACS712の分解能について。
 Allegro MicroSystems のFAQから引用します。
 How small of a current can the ACS712 resolve?

The resolution of the ACS712 is limited by its noise level.
とあります。
このFAQにあるデータをエクセルを使ってグラフにして見ました。
分解能をあげるにはCfを大きくしなければなりませんが、あまり大きくしても効果は望めないようです。
ACS712CurrentResolutinGraph.png

データシートにはTotal Output Errorが IP =±5A で±1.5%とあります。これは±75mAになります。
このセンサーでミリアンペアオーダーの電流計測を望むのは無理なようです。

ACS712電流センサモジュール

スイッチサイエンスさんからACS712電流センサモジュールを入手したので早速実験。
0Aのときにセンサー出力が2.5Vになるので、TL431を使って2.5Vをつくり、差をテスターで読むつもりだったのですが、パーツボックスにMC1403を見つけたので使ってみました。かなり昔に手に入れたものです。
Filter端子には手持ちの関係で10μFのケミコンを入れてます。

ACS712_実験写真

Filter端子にコンデンサを入れないで出力をオシロで観測しました。
60mVp-pぐらいのノイズが出ています。
ACS712_no_filterCap.jpg

ホール素子を使っているので、磁気をおびたドライバー等を近づけると影響を受けます。数センチぐらいまで近づけると出力が変化します。使用条件によっては磁気シールドが必要になるかも。

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