6. Tởng quan tình hình nghiín cứu của đề tăi
2.3.1. Cảm biến dịng điện
Để đo lường dịng điện xoay chiều của mạch lực đồng thời cĩ thể gửi tín hiệu dịng điện đo được đến bo mạch vi xử lý Arduino Wemos để từ đĩ đo được cơng suất, hệ số cơng suất, điện năng tiíu thụ,… Do đĩ dịng điện chạy trong mạch điện sẽ được thu thập thơng qua cảm biến dịng điện xoay chiều
ACS712 [5]. Cảm biến dịng điện xoay chiều ACS712 được thể hiện như Hình 2.3.
(a) (b)
Hình 2.3. (a) Cảm biến dịng điện ACS712; (b) Sơ đồ kết nối với Arduino.
Giâ trị cường độ dịng điện được đo vă tính tôn sử dụng IC ACS712 của hêng Allegro. Với IC năy, giâ trị dịng tối đa mă thiết bị cĩ thể đo được lă 30A. ACS712 lă cảm biến dịng tuyến tính, hoạt động dựa trín hiệu ứng Hall, rất phở biến trín thị trường do hêng Allegro sản xuất. ACS712 sử dụng nguồn cấp từ 4.5 - 5.5 VDC, cấp chính xâc 1.5% ở 25oC [4]. Cảm biến Hall ACS712 được hêng sản xuất đưa ra thị trường ba phiín bản với giới hạn dịng đo được khâc nhau lă 5A, 20A vă 30A. Để cĩ mở rộng thang đo tối đa, phiín bản cảm biến ACS712ELCTR-30A-T cĩ dải đo lớn nhất từ 0 - 30A được lựa chọn trong thiết kế mạch đo dịng của thiết bị. Sơ đồ nguyín lý mạch đo dịng được biểu diễn như trong Hình 2.4(a). Dựa theo hiệu ứng Hall [4], mỗi giâ trị dịng điện chạy qua IC ACS712 đều tạo ra một giâ trị điện âp tương ứng theo quan hệ tuyến tính. Giâ trị điện âp đĩ sẽ được xuất ra chđn Vout của ACS712 vă đi văo bộ ADC của vi điều khiển. Quan hệ tuyến tính giữa độ nhạy của ACS712 vă giâ trị điện âp tham chiếu Vcc được thể hiện như trong Hình 2.4(b). Ngoăi ra, câc thuộc tính chính của chip cảm biến dịng điện xoay chiều ACS712 được thể hiện như trong Bảng 2.2.
(a) (b)
Hình 2.4. (a) Sơ đồ mạch của ACS712; (b) Đặc tuyến văo ra. Bảng 2.2. Câc thơng số chính của cảm biến dịng điện ACS712.
Thơng số Giâ trị
Điện âp nguồn cấp 5 VDC
Điện âp câch điện tối thiểu (đầu văo & đầu ra) 2,1 kVrms
Độ nhạy (±5, ±20 vă ±30) A (66, 100, 185) mV/A Nhiệt độ lăm việc bình thường Từ -40 oC đến +85 oC
Dịng điện tiíu thụ 10 mA
Tín hiệu điện âp được ACS712 tạo ra tương ứng với giâ trị dịng điện đầu văo cũng được tự động nđng lín mức điện âp Uoffset= UVcc/2 để tín hiệu đo dao động hoăn toăn trong dải điện âp 0 ÷ Vcc phù hợp với nhiều loại vi điều khiển cĩ bộ ADC chỉ hoạt động trong dải điện âp từ 0 ÷ Vcc, vă theo tăi liệu kỹ thuật của ACS712 thì giâ trị điện âp Vcc chỉ được cho phĩp trong khoảng từ 4.5 ÷ 5.5V [4]. Dạng tín hiệu đầu ra của cảm biến dịng điện xoay chiều ACS712 lă sĩng điện âp cĩ dạng hình sin nằm trong phạm vi từ 0 ÷ 5 V để đưa văo đầu văo ADC của Arduino. Do đĩ, dạng sĩng điện âp đầu ra của nĩ cĩ dạng như đường mău xanh trong Hình 2.5. Từ tín hiệu điện âp đầu ra năy, câc giải thuật được nạp văo bo mạch Arduino để tính tôn điện âp trị hiệu dụng của nĩ vă từ đĩ sẽ xâc định được giâ trị dịng điện thực tế trong phần mạch lực tùy theo độ phđn giải của cảm biến ACS712.
Hình 2.5. Tín hiệu đầu ra của cảm biến dịng điện xoay chiều ACS712.