CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ
3.2. Các thiết bị điện
3.2.5. Lựa chọn cảm biến đo cường độ dòng điện
Cảm biến dịng điện có nhiệm vụ đo lại cường độ dịng điện của turbine gió đầu ra, phục vụ cho q trình tính tốn cơng suất hồi tiếp. Turbine gió mơ hình sử dụng trong đề tài có cơng suất tối đa 300W, dòng điện đầu ra là 24 VDC. Ta dễ dàng tính ra được dịng điện cao nhất mà turbine xuất ra với trạng thái gió lý tưởng nhất là:
𝐼 = 𝑃
𝑈 =
300𝑊
24𝑉 = 12,5 𝐴. (3.20)
Trên thị trường có một số loại cảm biến đo dòng điện làm việc dựa trên hiệu ứng Hall như: INA219, ACS712, … và một số loại cảm biến dạng ampe kìm đo gián tiếp cường độ dịng điện dựa trên hiệu ứng từ. Với cường độ dòng điện out 12,5A của turbine gió thì tác giả lựa chọn phương án sử dụng cảm biến ACS712 20A. Đây là phương án an tồn nhất, đảm bảo độ chính xác cao do cảm biến nối cố định trực tiếp vào hệ thống.
36
Hình 3. 10 Cảm biến dịng điện ACS712 20A.
ACS 712 sử dụng hiệu ứng Hall , khi có dịng điện vào Ip thay đổi sẽ làm cho điện áp VIOUT thay đổi. Mối quan hệ tuyến tính giữa dịng Ip và VIOUT được thể hiện qua hình 3.10.
Hình 3. 11 Mối quan hệ giữa Ip và VIOUT.
Từ mối quan hệ trên ta sẽ sử dụng việc đọc ADC từ tín hiệu điện áp VIOUT để tính ra dịng Ip. Vi điều khiển sẽ chuyển đổi giá trị VIOUT từ Analog sang Digital, thông qua các bước sau:
Tính tốn điện áp đầu ra Volt dựa trên giá trị Analog:
𝑉𝑜𝑙𝑡 = 5000. 𝐴𝐷𝐶
37 Tính ra giá trị cường độ dịng điện Amps:
𝐴𝑚𝑝𝑠 =𝑉𝑜𝑙𝑡 − 𝐴𝐶𝑆𝑜𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡
𝑚𝑉𝑝𝑒𝑟𝐴𝑚𝑝 (𝐴) (3.22)
Trong đó:
𝐴𝐷𝐶 là giá trị Analog đọc về từ vi điều khiển. 𝐴𝐶𝑆𝑜𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡 là giá trị bù điện áp (mV).
𝐴𝐶𝑆𝑜𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡 = 2500 (𝑚𝑉) 𝑚𝑉𝑝𝑒𝑟𝐴𝑚𝑝 là độ phân giải của cảm biến ACS.
𝑚𝑉𝑝𝑒𝑟𝐴𝑚𝑝 = 100 (𝑚𝐴
𝑉 )