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

SCT013 giao tiếp Atmega 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 Atmega

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

a. Giới thiệu

Atmega16 là một chíp vi điều khiển được sản xuất bời hãng Atmel thuộc họ MegaAVR. Atmega16 là một bộ vi điều khiển 8 bit dựa trên kiến trúc RISC bộ nhớ chương trình 16KB ISP flash có thể ghi xóa hàng nghìn lần, 512B EEPROM, một bộ nhớ RAM vô cùng lớn trong thế giới vi xử lý 8 bit (1KB SRAM) Với 32 chân có thể sử dụng cho các kết nối vào hoặc ra i/O, 32 thanh ghi, 3 bộ timer/counter có thể lập trình, có các gắt nội và ngoại (2 lệnh trên một vector ngắt), giao thức truyền thông nối tiếp USART, SPI, I2C.

Ngoài ra có thể sử dụng bộ biến đổi số tương tự 10 bít (ADC/DAC) mở rộng tới 8 kênh, khả năng lập trình được watchdog timer, hoạt động với 5 chế độ nguồn, có thể sử dụng tới 6 kênh điều chế độ rộng xung (PWM), hỗ trợ bootloader.

b. Chức năng của Atmega:

• PORTA: Các chân từ 33 đến 40 thuộc PORTA. Nó hoạt động giống như đầu vào analog cho bộ chuyển đổi A / D. Tuy nhiên, trong trường hợp không có bộ chuyển đổi A / D, PORTA được sử dụng làm cổng I / O hai chiều 8 bit. Nó đi kèm với điện trở kéo bên trong.
• PORTB: Các chân từ 1 đến 8 thuộc về PORTB. Đây là các chân hai chiều I / O. Cổng này cũng bao gồm các điện trở kéo lên bên trong.
• PORTC: PORTC là cổng I / O hai chiều bao gồm 8 chân. Chân từ 22 đến 29 thuộc về cổng này, tương tự như các cổng khác, nó đi kèm với điện trở kéo bên trong.
• PORTD: Chân từ 14 đến 21 thuộc về cổng này. Đây là cổng hai chiều trong đó mỗi chân có thể được sử dụng làm chân đầu vào hoặc đầu ra. Tuy nhiên, có các tính năng bổ sung liên quan đến cổng này như ngắt, giao tiếp nối tiếp, bộ hẹn giờ và PWM.

Các chức năng khác

• Reset: Chân 9 là chân reset mức thấp đang hoạt động. Xung mức thấp dài hơn độ dài xung tối thiểu sẽ tạo ra reset. Các xung ngắn không có khả năng tạo ra reset.
• VCC: Chân 10 là chân cấp nguồn cho bộ điều khiển này. Nguồn điện của cần phải có 5 V để đặt bộ điều khiển này trong điều kiện đang chạy. 
• GND: Chân 11 là chân nối đất.
• AREF: Chân 32 là chân tham chiếu tương tự chủ yếu được sử dụng cho bộ chuyển đổi A / D .
• AVCC: Chân 30 là AVCC là chân điện áp cung cấp cho PORTA và ADC. Nó được kết nối với VCC thông qua bộ lọc thông thấp khi có ADC. Tuy nhiên, trong trường hợp không có ADC, AVCC được kết nối bên ngoài với VCC. 
• Chân 12 & 13: Một bộ dao động tinh thể được kết nối với các chân này. Atmega16 hoạt động ở tần số bên trong 1MHZ; bộ dao động được thêm vào để tạo ra xung clock và tần số cao.

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

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 Atmega

• 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 Atmega

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 Atmega 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 Atmega:

Chúc các bạn thành công…!!!