SCT013 giao tiếp Arduino, Cảm biến đo dòng điện AC Hall 100A YHDC

SCT013 giao tiếp Arduino là dùng Cảm biến dòng điện HALL 100A YHDC là một cảm biến dòng hoạt động dựa trên hiệu ứng Hall. Hiệu ứng Hall nhạy cảm với từ trường, mà từ trường được sinh ra từ một dòng điện bất kỳ, do đó có thể đo cường độ dòng chạy qua một dây điện khi đưa dây này gần thiết bị đo. Cảm biến dòng điện HALL 100A YHDC là loại cảm biến dòng có thể đo đến 100A nhờ sử dụng cuộn dây city nên đo rất an toàn, chính xác. Sản phẩm thường dùng để đo, giám sát dòng điện và bảo vệ động cơ AC, thiết bị chiếu sáng, máy nén khí,…

1. Linh kiện cần thiết làm mạch cảm biến đo dòng điện AC hall SCT013 giao tiếp Arduino

1.1 Vi điều khiển Arduino trong mạch cảm biến đo dòng điện AC hall SCT013 giao tiếp Arduino

a. Giới thiệu

Arduino Uno R3 (Dip) có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu. Chúng chỉ có 2 mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA. Ở mỗi chân đều có các điện trở pull-up từ được cài đặt ngay trong vi điều khiển ATmega328 (mặc định thì các điện trở này không được kết nối).

Các chức năng khác

Arduino Uno R3 là một bảng mạch vi điều khiển nguồn mở dựa trên vi điều khiển Microchip ATmega328 được phát triển bởi Arduino.cc. Bảng mạch được trang bị các bộ chân đầu vào/ đầu ra Digital và Analog có thể giao tiếp với các bảng mạch mở rộng khác nhau. Mạch Arduino Uno thích hợp cho những bạn mới tiếp cận và đam mê về điện tử, lập trình…Dựa trên nền tảng mở do Arduino.cc cung cấp các bạn dễ dàng xây dựng cho mình một dự án nhanh nhất ( lập trình Robot, xe tự hành, điều khiển bật tắt led…).

b. Chức năng của Arduino R3:

• 2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận (receive – RX) dữ liệu TTL Serial. Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác thông qua 2 chân này. Kết nối bluetooth thường thấy nói nôm na chính là kết nối Serial không dây. Nếu không cần giao tiếp Serial, bạn không nên sử dụng 2 chân này nếu không cần thiết
• Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép bạn xuất ra xung PWM với độ phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 2⁸-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàm analogWrite(). Nói một cách đơn giản, bạn có thể điều chỉnh được điện áp ra ở chân này từ mức 0V đến 5V thay vì chỉ cố định ở mức 0V và 5V như những chân khác.

Các chức năng khác

• Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK).  Ngoài các chức năng thông thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giao thức SPI với các thiết bị khác.
• LED 13: trên Arduino UNO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L). Khi bấm nút Reset, bạn sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu. Nó được nối với chân số 13. Khi chân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng.
• Arduino Uno R3 có 6 chân analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit (0 → 2¹⁰-1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V. Với chân AREF trên board, bạn có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân analog. Tức là nếu bạn cấp điện áp 2.5V vào chân này thì bạn có thể dùng các chân analog để đo điện áp trong khoảng từ 0V  → 2.5V với độ phân giải vẫn là 10bit. Đặc biệt, Arduino UNO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI với các thiết bị khác.

1.2 Cảm biến đo đo dòng điện AC hall SCT013 giao tiếp Arduino

a. Giới thiệu cảm biến đo dòng điện AC hall SCT013

Cảm biến dòng điện HALL 100A YHDC là một cảm biến dòng hoạt động dựa trên hiệu ứng Hall. Hiệu ứng Hall nhạy cảm với từ trường, mà từ trường được sinh ra từ một dòng điện bất kỳ, do đó có thể đo cường độ dòng chạy qua một dây điện khi đưa dây này gần thiết bị đo. Cảm biến dòng điện HALL 100A YHDC là loại cảm biến dòng có thể đo đến 100A nhờ sử dụng cuộn dây city nên đo rất an toàn, chính xác. Sản phẩm thường dùng để đo, giám sát dòng điện và bảo vệ động cơ AC, thiết bị chiếu sáng, máy nén khí,…  

b. Thông số kỹ thuật cảm biến đo dòng điện AC hall SCT013 giao tiếp Arduino

• Model : STC013
• Điện áp hoạt động : 660V
• Tần số : 50hz – 150khz
• Đo dòng tối đa : 100A
• Kích thước : 13 x 13mm
• Chiều dài dây : 1.5m
• Chỉ số cách li : 6000V
• Nhiệt độ làm việc : -25 ~ 70 độ C

c. Ứng dụng cảm biến đo dòng điện AC hall SCT013

Dùng để đo giám sát dòng điện và bảo vệ động cơ AC, thiết bị chiếu sáng, máy nén khí..

1.3 Oled cho mạch cảm biến đo dòng điện AC hall SCT013 giao tiếp Arduino

a. Giới thiệu

Màn hình Oled 1.3 inch giao tiếp I2C cho khả năng hiển thị đẹp, sang trọng, rõ nét vào ban ngày và khả năng tiết kiệm năng lượng tối đa với mức chi phí phù hợp, màn hình sử dụng giao tiếp I2C cho chất lượng đường truyền ổn định và rất dễ giao tiếp chỉ với 2 chân GPIO. Màn hình OLED SH1106 với kích thước 1.3 inch, cho khả năng hiển thị hình ảnh tốt với khung hình 128×64 pixel. Ngoài ra, màn hình còn tương thích với hầu hết các vi điều khiển hiện nay thông qua giao tiếp SPI. Màn hình sử dụng driver SH1106 cùng thiết kế nhỏ gọn sẽ giúp bạn phát triển các sản phẩm DIY hoặc các ứng dụng khác một cách nhanh chóng.

Màn hình Oled chuẩn truyền I2C

Màn hình Oled chuẩn truyền SPI

b. Thông số kỹ thuật

• Điện áp sử dụng: 2.2~5.5VDC
• Công suất tiêu thụ: 0.04w
• Góc hiển thị: lớn hơn 160 độ
• Số điểm hiển thị: 128×64 điểm.
• Độ rộng màn hình: 1.3 inch.
• Màu hiển thị: Trắng / Xanh Dương.
• Giao tiếp: I2C hoặc SPI tùy loại
• Driver: SH1106
• Kích thước 1.3 inch (128x64px)
• Góc nhìn tối đa: 160°
• Nhiệt độ làm việc: -30°V đến 80°C
• Tương thích với hầu hết các board như: Arduino, ESP8266, ESP32, STM32,

Lưu ý khi dùng Oled 1.3in Hiện trên thị trường sẽ có: +  2 loại chính là 0.96in và 1.3in +  2 mã số là SH1106 và SH1306 +  2 chuẩn truyền SPI và I2C Vì thế việc lựa chọn đúng đối tượng để lập trình mới có thể hiển thị được thông tin mong muốn.

2. Hướng dẫn đồ án đo dòng điện AC hall SCT013 giao tiếp Arduino hiển thị Oled

Phần này chưa được chia sẻ.

LIÊN HỆ thông tin ở TẠI ĐÂY để được hổ trợ tốt hơn.

Phần cứng

Phần mềm

#include "U8glib.h"//Librería para el control del display oled
#include <FreqCount.h>//Librería para medir la frecuencia de una señal
U8GLIB_SH1106_128X64 u8g(U8G_I2C_OPT_NONE);// I2C / TWI // Se habilita esta linea según el display a usar en este caso el driver SH1106    
  unsigned long contador=0;
  float intencidad;
  float sensor;
  float potencia;
void setup() {
  Serial.begin(9600);//velocidad de seteo del puerto serial
  analogReference(INTERNAL);//Configura la tensión de referencia utilizada para la entrada analógica 1.1 voltios
  //analogReference(INTERNAL1V1); //si usamos Arduino Mega
  FreqCount.begin(1000);
}
void loop() {
  float ondac=0;
  long retardo=millis();
  int s=0;
while(millis()-retardo<1000)//Duración de un segundo
  {   
//-------Ecuaciones para el calculo de la intencidad y potencia 
    sensor = analogRead(A0) * (1.1 / 1023.0);//voltaje del sensor(se puede cambiar el valor para lograr mayor presisción)
    intencidad=sensor*50; //(50A/1V)
    ondac=ondac+sq(intencidad);//Sumatoria de Cuadrados/ sq-->cuadrado de un número
    s=s+1;
    delay(1);
  }
  ondac=ondac*2;//Para compensar los cuadrados de los semiciclos negativos.
  intencidad=sqrt((ondac)/s); //ecuación del RMS sqrt-->raiz cuadrada
  potencia=intencidad*220.0; // P=IV (Watts) cualculo de la potencia
  Serial.print("Corriente: ");
  Serial.print(intencidad,4);
  Serial.print(" Amperes, Potencia: ");
  Serial.print(potencia,4);  
  Serial.println(" Watts");
  contador = FreqCount.read();//Devuelve la medición más reciente, la medición se hace por defecto en el pin numero 5 del arduino
  Serial.print("Freq:");
  Serial.println(contador);//Imprime el valor de la frecuencia obtenida en el monitor serial
//}
//--------Muestra en la pantalla los valores obtenidos de intencidad, potencia y frecuencia-----------------
    u8g.firstPage();  
  do {
    draw();//Llama a la función draw
  } while( u8g.nextPage() );
  // Reconstruye la imagen después de un tiempo
  delay(50);
}
void draw(void) {
  //Los comandos gráficos para volver a dibujar la pantalla completa deben colocarse aquí 
  u8g.setFont(u8g_font_unifont);
  u8g.setPrintPos(0, 20); 
  u8g.print("Int:");
  u8g.print(intencidad,4);
  u8g.print("A");
  u8g.setPrintPos(0, 40); 
  u8g.print("Pot:");
  u8g.print(potencia,4);
  u8g.print("W");
  u8g.setPrintPos(0, 60);
  u8g.print("Fre:");
  u8g.print(contador);
  u8g.print("Hz");
}

3. Hoạt động của mạch cảm biến đo dòng điện AC hall SCT013

Khi cấp điện hệ thống hoạt động, vi điều khiển hiển thị thông tin ban đầu. Lúc này vi điều khiển chờ tín hiệu từ mạch đọc cảm biến đo độ đục nước trả về tín hiệu analog dùng để đọc giá trị dòng điện hall SCT013 trả về, Khi nhận tín hiệu vi điều khiển tính toán, xử lý dữ liệu và xuất tín hiệu giá trị thực tế ra màn hình Oled hiển thị thông tin có người hoặc không có người theo yêu cầu của người lập trình.

4. Cụ thể hoạt động của mạch cảm biến đo dòng điện AC hall SCT013 giao tiếp Arduino:

Chúc các bạn thành công…!!!