Circuito amperímetro digital con microcontrolador pic y acs712

Medir el voltaje y la corriente siempre será útil al hacer o depurar cualquier sistema eléctrico. En este proyecto vamos a hacer nuestro propio amperímetro digital usando el microcontrolador PIC16F877A y el sensor de corriente ACS712-5A. Este proyecto puede medir corriente CA y CC con un rango de 0-30 A con una precisión de 0,3 A. Con algunas modificaciones en el código, también puede usar este circuito para medir hasta 30A. ¡¡¡Así que comencemos !!!

Materiales necesarios:

PIC16F877A
Regulador de voltaje 7805
Sensor de corriente ACS712
Pantalla LCD 16 * 2
Una caja de conexiones y carga (solo para prueba)
Cables de conexión
Condensadores
Tablero de circuitos.
Fuente de alimentación - 12V

Funcionamiento del sensor de corriente ACS712:

Antes de comenzar a construir el proyecto, es muy importante para nosotros comprender el funcionamiento del sensor de corriente ACS712, ya que es el componente clave del proyecto. Medir la corriente, especialmente la corriente alterna, es siempre una tarea difícil debido al ruido junto con el problema de aislamiento inadecuado, etc. Pero, con la ayuda de este módulo ACS712 que fue diseñado por Allegro, las cosas se han vuelto mucho más fáciles.

Este módulo funciona según el principio del efecto Hall, que fue descubierto por el Dr. Edwin Hall. Según su principio, cuando un conductor portador de corriente se coloca en un campo magnético, se genera un voltaje a través de sus bordes perpendiculares a las direcciones tanto de la corriente como del campo magnético. No profundicemos demasiado en el concepto, simplemente utilizamos un sensor de pasillo para medir el campo magnético alrededor de un conductor portador de corriente. Esta medida será en términos de milivoltios, lo que llamamos voltaje de pasillo. Este voltaje de pasillo medido es proporcional a la corriente que fluía a través del conductor.

La principal ventaja de usar el sensor de corriente ACS712 es que puede medir tanto la corriente CA como la CC y también proporciona aislamiento entre la carga (carga CA / CC) y la unidad de medición (parte del microcontrolador). Como se muestra en la imagen, tenemos tres pines en el módulo que son Vcc, Vout y Ground respectivamente.

El bloque de terminales de 2 clavijas es por donde debe pasar el cable portador de corriente. El módulo funciona con + 5 V, por lo que el Vcc debe estar alimentado por 5 V y la tierra debe estar conectada a la tierra del sistema. El pin Vout tiene un voltaje de compensación de 2500 mV, lo que significa que cuando no hay corriente fluyendo a través del cable, el voltaje de salida será de 2500 mV y cuando la corriente fluya es positiva, el voltaje será mayor a 2500 mV y cuando la corriente fluya sea negativa, el El voltaje será inferior a 2500 mV.

Usaremos el módulo ADC del microcontrolador PIC para leer el voltaje de salida (Vout) del módulo, que será 512 (2500mV) cuando no haya corriente fluyendo a través del cable. Este valor se reducirá a medida que la corriente fluya en dirección negativa y aumentará a medida que la corriente fluya en dirección positiva. La siguiente tabla lo ayudará a comprender cómo varía el voltaje de salida y el valor de ADC en función de la corriente que fluye a través del cable.

Estos valores se calcularon en base a la información proporcionada en la hoja de datos del ACS712. También puede calcularlos usando las fórmulas siguientes:

Voltaje Vout (mV) = (Valor ADC / 1023) * 5000 Corriente a través del cable (A) = (Vout (mv) -2500) / 185

Ahora que sabemos cómo funciona el sensor ACS712 y qué podemos esperar de él. Procedamos al diagrama del circuito.

Diagrama de circuito:

El diagrama de circuito completo de este proyecto de amperímetro digital se muestra en la siguiente imagen.

El circuito completo del medidor de corriente digital funciona a + 5V que está regulado por un regulador de voltaje 7805. Hemos utilizado una pantalla LCD de 16X2 para mostrar el valor de la corriente. El pin de salida de la corriente del sensor (Vout) está conectado a la 7 ^º pin de la PIC que es el AN4 para leer la tensión analógica.

Además, la conexión de clavijas para el PIC se muestra en la siguiente tabla

S. No:	Número de PIN	Nombre de PIN	Conectado a
1	21	RD2	RS de LCD
2	22	RD3	E de LCD
3	27	RD4	D4 de LCD
4	28	RD5	D5 de LCD
5	29	RD6	D6 de LCD
6	30	RD7	D7 de LCD
7	7	AN4	Vout of Current Sesnor

Puede construir este circuito de amperímetro digital en una placa de pruebas o usar una placa de perforación. Si ha seguido los tutoriales de PIC, también puede reutilizar el hardware que usamos para aprender los microcontroladores PIC. Aquí hemos utilizado la misma placa perf que hemos construido para LED parpadeando con microcontrolador PIC, como se muestra a continuación:

Nota: No es obligatorio que construya esta placa; simplemente puede seguir el diagrama del circuito y construir su circuito en una placa de prueba y usar cualquier kit de volcado para volcar su programa en el microcontrolador PIC.

Simulación:

Este circuito de medidor de corriente también se puede simular usando Proteus antes de continuar con su hardware. Asigne el archivo hexadecimal del código que se proporciona al final de este tutorial y haga clic en el botón reproducir. Debería poder notar la corriente en la pantalla LCD. He usado una lámpara como carga de CA, puede variar la resistencia interna de la lámpara haciendo clic en ella para variar la corriente que fluye a través de ella.

Como puede ver en la imagen de arriba, el amperímetro muestra la corriente real que fluye a través de la lámpara, que es de alrededor de 3,52 A y la pantalla LCD muestra que la corriente es de alrededor de 3,6 A. Sin embargo, en un caso práctico , podríamos obtener un error de hasta 0.2A. El valor de ADC y el voltaje en (mV) también se muestran en la pantalla LCD para su comprensión.

Programación del microcontrolador PIC:

Como se dijo anteriormente, el código completo se puede encontrar al final de este artículo. El código se explica por sí mismo con líneas de comentarios y solo implica el concepto de interconectar una pantalla LCD con el microcontrolador PIC y el uso del módulo ADC en el microcontrolador PIC, que ya hemos cubierto en nuestros tutoriales anteriores de aprendizaje de microcontroladores PIC.

El valor leído del sensor no será exacto ya que la corriente es alterna y también está sujeta a ruido. Por lo tanto, leemos el valor ADC por 20 veces y lo promediamos para obtener el valor actual apropiado como se muestra en el código a continuación.

Hemos utilizado las mismas fórmulas que se explicaron anteriormente para calcular el voltaje y el valor de corriente.

for (int i = 0; i <20; i ++) // Leer valor por 20 veces {adc = 0; adc = ADC_Read (4); // Leer voltaje ADC = adc * 4.8828; // Calcule el voltaje si (Voltaje> = 2500) // Si la corriente es positiva Amps + = ((Voltaje-2500) /18.5); else if (Voltaje <= 2500) // Si la corriente es negativa Amperios + = ((2500-Voltaje) /18.5); } Amperios / = 20; // Promedio del valor leído 20 veces

Dado que este proyecto también puede leer corriente alterna, el flujo de corriente también será negativo y positivo. Ese es el valor de la tensión de salida que estará por encima y por debajo de 2500 mV. Por lo tanto, como se muestra a continuación, cambiamos las fórmulas para corriente negativa y positiva para que no obtengamos un valor negativo.

if (Voltaje> = 2500) // Si la corriente es positiva Amperios + = ((Voltaje-2500) /18.5); else if (Voltaje <= 2500) // Si la corriente es negativa Amperios + = ((2500-Voltaje) /18.5);

Usando un sensor de corriente de 30 A:

Si necesita medir una corriente superior a 5A, simplemente puede comprar un módulo ACS712-30A e interconectarlo de la misma manera y cambiar la siguiente línea de código reemplazando 18.5 con 0.66 como se muestra a continuación:

if (Voltaje> = 2500) // Si la corriente es positiva Amperios + = ((Voltaje-2500) /0.66); else if (Voltaje <= 2500) // Si la corriente es negativa Amperios + = ((2500-Voltaje) /0.66);

También verifique el amperímetro de 100mA usando el microcontrolador AVR si desea medir baja corriente.

Trabajando:

Una vez que haya programado el microcontrolador PIC y haya preparado su hardware. Simplemente encienda la carga y su microcontrolador PIC, debería poder ver la corriente que pasa a través del cable que se muestra en la pantalla LCD.

NOTA: SI está usando un módulo ASC7125A, asegúrese de que su carga no consuma más de 5A, también use cables de mayor calibre para conductores de corriente.

El funcionamiento completo del proyecto de amperímetro basado en microcontroladores PIC se muestra en el video a continuación. Espero que hayas hecho funcionar el proyecto y hayas disfrutado haciéndolo. Si tiene alguna duda, puede escribirla en la sección de comentarios a continuación o publicarla en nuestros foros.