حسگر جریان ACS712T مدل 5 آمپر

سنسور ACS712 یک سنسور جریان خطی مبتنی بر اثر هال (Hall Effect) است که توسط شرکت Allegro MicroSystems تولید می‌شود. این سنسور قادر به اندازه‌گیری جریان‌های AC و DC با دقت بالا و خروجی آنالوگ است و به دلیل ایزولاسیون الکتریکی، سهولت استفاده، و قیمت مناسب، در پروژه‌های الکترونیکی، صنعتی، و DIY بسیار محبوب است. ACS712 در مدل‌های مختلف با محدوده‌های جریان 5 آمپر، 20 آمپر، و 30 آمپر عرضه می‌شود و به‌راحتی با میکروکنترلرهایی مانند STM32F103CBT6، STM32F107RCT6، یا STM32F407VET6 و همچنین بردهای آردوینو یا ESP سازگار است.

مشخصات عملیاتی سنسور ACS712

بر اساس اطلاعات دیتاشیت و منابع موجود، مشخصات کلیدی ACS712 عبارت‌اند از:

• اصل کار:
  • مبتنی بر اثر هال: جریان عبوری از هادی داخلی سنسور، میدان مغناطیسی تولید می‌کند که توسط سنسور هال به ولتاژ متناسب تبدیل می‌شود.
  • ایزولاسیون الکتریکی کامل بین مسیر جریان و خروجی (تا 2.1 کیلوولت RMS).
• مدل‌ها و محدوده اندازه‌گیری:

• • ACS712ELCTR-05B: ±5 آمپر (حساسیت: 185 میلی‌ولت/آمپر)
  • ACS712ELCTR-20A: ±20 آمپر (حساسیت: 100 میلی‌ولت/آمپر)
  • ACS712ELCTR-30A: ±30 آمپر (حساسیت: 66 میلی‌ولت/آمپر)

• ولتاژ تغذیه:
  • 4.5 تا 5.5 ولت (معمولاً 5 ولت)
• خروجی:
  • ولتاژ آنالوگ خطی متناسب با جریان عبوری.
  • در حالت بدون جریان (جریان صفر): ولتاژ خروجی = VCC/2 (معمولاً 2.5 ولت برای VCC=5V).
  • برای جریان مثبت: ولتاژ خروجی افزایش می‌یابد (مثلاً برای 5 آمپر در مدل 5A، خروجی ≈ 3.425 ولت).
  • برای جریان منفی: ولتاژ خروجی کاهش می‌یابد (مثلاً برای -5 آمپر در مدل 5A، خروجی ≈ 1.575 ولت).
• حساسیت:

• • 5A: 185 mV/A
  • 20A: 100 mV/A
  • 30A: 66 mV/A

• پهنای باند:
  • تا 80 کیلوهرتز، مناسب برای کاربردهای فرکانس بالا مانند اینورترها.
• مصرف جریان:
  • حدود 10 میلی‌آمپر
• مقاومت مسیر جریان:
  • 1.2 میلی‌اهم (تلفات توان پایین)
• دمای کاری:
  • از -40 تا +85 درجه سانتی‌گراد
• پین‌ها:

• • VCC (تغذیه 5 ولت)
  • GND (زمین)
  • OUT (خروجی آنالوگ)
  • IP+ و IP- (ورودی‌های جریان برای اتصال سری به بار)

• ابعاد ماژول:
  • معمولاً 31×13 میلی‌متر (PCB استاندارد)
• ویژگی‌های اضافی:
  • ایزولاسیون بالا برای ایمنی
  • پین فیلتر برای کاهش نویز فرکانس بالا
  • عدم نیاز به کالیبراسیون پیچیده
  • حساس به میدان‌های مغناطیسی خارجی (باید از منابع مغناطیسی دور نگه داشته شود)

ساختار سنسور ACS712

1. تراشه اثر هال:
   • هسته اصلی سنسور که میدان مغناطیسی تولیدشده توسط جریان را تشخیص می‌دهد.
   • تراشه در نزدیکی هادی مسی داخلی قرار دارد.
2. هادی مسی داخلی:
   • جریان عبوری (AC یا DC) از این هادی عبور می‌کند و میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند.
3. مدار تقویت‌کننده:
   • سیگنال ضعیف اثر هال را تقویت کرده و به ولتاژ آنالوگ خطی تبدیل می‌کند.
4. پین فیلتر:
   • امکان اتصال خازن برای کاهش نویز و تنظیم پهنای باند.
5. بسته‌بندی:
   • معمولاً در قالب ماژول با ترمینال‌های پیچی برای اتصال جریان و پین‌های خروجی برای اتصال به میکروکنترلر.
   • بسته‌بندی IC: SOIC-8

کاربردهای سنسور ACS712

سنسور ACS712 به دلیل توانایی اندازه‌گیری جریان AC و DC و سازگاری با میکروکنترلرها، در کاربردهای متنوعی استفاده می‌شود:

1. پروژه‌های IoT و DIY:
   • مانیتورینگ جریان در پروژه‌های آردوینو یا STM32.
   • مثال: اندازه‌گیری جریان باتری لیتیوم یون 18650 (2600 میلی‌آمپر) در سیستم‌های قابل حمل.
2. سیستم‌های مدیریت باتری (BMS):
   • نظارت بر جریان شارژ و دشارژ باتری‌ها.
   • مثال: کنترل شارژ باتری در پروژه‌های رباتیک با STM32F103CBT6.
3. کنترل موتور:
   • اندازه‌گیری جریان موتورهای DC و AC در رباتیک و صنعتی.
   • مثال: کنترل موتور با STM32F407VET6 و سنسور ACS712-20A.
4. حفاظت مدار:
   • تشخیص اضافه‌جریان برای جلوگیری از آسیب به مدارها.
   • مثال: قطع جریان با رله در صورت افزایش جریان غیرمجاز.
5. مانیتورینگ مصرف انرژی:
   • اندازه‌گیری توان مصرفی در سیستم‌های خانگی یا صنعتی.
   • مثال: ثبت مصرف انرژی با اتصال به ماژول SD و STM32F107RCT6.
6. صنایع خودرو:
   • مانیتورینگ جریان در سیستم‌های برقی خودرو.
7. سیستم‌های ایمنی:
   • تشخیص جریان اضافی در تجهیزات حساس.
8. پروژه‌های پزشکی:
   • مانیتورینگ جریان در دستگاه‌های پزشکی مانند ونتیلاتورها (ترکیب با سنسورهایی مانند MPXV7002DP).
9. کنترل توان در اینورترها و منابع تغذیه:
   • مناسب برای سیستم‌های سوئیچینگ با فرکانس بالا.

مقایسه با سنسورهای مشابه

1. SMT172 (سنسور دما):

• • تفاوت: SMT172 برای اندازه‌گیری دما (خروجی PWM) طراحی شده، در حالی که ACS712 برای جریان (خروجی آنالوگ) است.
  • ترکیب: می‌توان از ACS712 برای مانیتورینگ جریان و SMT172 برای دما در یک پروژه IoT با STM32F107RCT6 استفاده کرد.

INA219:

• • پروتکل: I2C (دیجیتال)
  • محدوده جریان: معمولاً تا ±3.2 آمپر
  • دقت: بالاتر از ACS712، مناسب برای جریان‌های پایین
  • تفاوت: INA219 خروجی دیجیتال دارد و برای جریان‌های کمتر مناسب است، اما ACS712 برای جریان‌های بالاتر (تا 30 آمپر) بهتر است.

CT (ترانسفورماتور جریان):

• • محدوده جریان: تا چند صد آمپر
  • دقت: کمتر از ACS712 برای جریان‌های پایین
  • تفاوت: CT برای جریان‌های بسیار بالا مناسب است، اما نیاز به مدار اضافی دارد. ACS712 ساده‌تر و برای جریان‌های تا 30 آمپر مناسب است.

ACS758:

• • محدوده جریان: تا 100 آمپر
  • تفاوت: مشابه ACS712 اما برای جریان‌های بالاتر طراحی شده و گران‌تر است.

مزایای ACS712:

• توانایی اندازه‌گیری جریان AC و DC
• خروجی آنالوگ ساده برای اتصال به ADC میکروکنترلرها
• ایزولاسیون الکتریکی بالا
• قیمت مناسب و سهولت استفاده

معایب:

• حساس به میدان‌های مغناطیسی خارجی
• در جریان‌های بالا (مثل 15 آمپر در مدل 20A) ممکن است داغ شود
• دقت کمتر نسبت به سنسورهای دیجیتال مانند INA219
• در صورت عبور جریان بیش از حد (مثل 30 آمپر در مدل 30A)، ممکن است آسیب ببیند

توصیه خرید و قیمت از امجدکالا

• توصیه خرید:
  • سنسور ACS712 برای پروژه‌هایی که نیاز به اندازه‌گیری جریان AC یا DC تا 30 آمپر با خروجی آنالوگ دارند، گزینه‌ای عالی و اقتصادی است. این سنسور برای پروژه‌های IoT، رباتیک، مدیریت باتری، و مانیتورینگ توان با میکروکنترلرهایی مانند STM32F103CBT6، STM32F107RCT6، یا STM32F407VET6 مناسب است. برای جریان‌های بالاتر از 30 آمپر، باید از ترانسفورماتور جریان (CT) یا سنسورهای دیگر مانند ACS758 استفاده کنید.
  • فروشگاه پیشنهادی: امجدکالا (amjadkala.com) به دلیل عرضه محصولات اورجینال، قیمت‌های رقابتی، و پشتیبانی مناسب، گزینه‌ای قابل اعتماد برای خرید این سنسور است. مدل‌های 5A، 20A، و 30A ممکن است در این فروشگاه موجود باشند.
• قیمت:
  • قیمت دقیق ACS712 به دلیل نوسانات بازار و موجودی متغیر است. بر اساس اطلاعات کلی، قیمت ماژول ACS712 در بازار ایران معمولاً بین 50,000 تا 150,000 تومان (بسته به مدل 5A، 20A، یا 30A، تعداد خرید، و نرخ ارز) است. برای اطلاع از قیمت دقیق و موجودی، توصیه می‌شود به وب‌سایت امجدکالا مراجعه کنید یا با پشتیبانی آن‌ها تماس بگیرید.

جمع‌بندی

سنسور ACS712 یک سنسور جریان خطی مبتنی بر اثر هال است که جریان‌های AC و DC را تا 5، 20، یا 30 آمپر با خروجی آنالوگ (حساسیت 66 تا 185 میلی‌ولت/آمپر) اندازه‌گیری می‌کند. این سنسور با ولتاژ تغذیه 5 ولت، ایزولاسیون بالا، و سهولت اتصال به میکروکنترلرها (مانند STM32F103CBT6، STM32F107RCT6، یا STM32F407VET6) برای پروژه‌های IoT، رباتیک، مدیریت باتری، و صنعتی مناسب است. در مقایسه با سنسورهایی مانند INA219، ACS712 برای جریان‌های بالاتر مناسب‌تر است، اما به میدان‌های مغناطیسی حساس است و در جریان‌های بالا ممکن است داغ شود. برای خرید، امجدکالا گزینه‌ای مطمئن است، اما باید قیمت و موجودی را بررسی کنید.