حسگر جریان ACS712T مدل 20 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.