ESP8266 應用一:智能插座 .4 ACS712 交流電流偵測

事前叮嚀:

  1. 電流偵測在搜尋資料時,請先確認該應用場合是直流還是交流?交流是正弦波,對於量測並不是直接取一次樣就可以搞定
  2. 目前看到網路影片資料,極大多數都沒有查看 datasheet ,在最大值輸出電壓全部都是錯的,5A 只到 3.5V,20A 30A 也只到 4.5V,所以計算公式全是錯的
  3. ACS712 只能使用 5V ,輸出自然也是 5V ,ESP8266 當然不支援,網路上看到可以使用電平轉換或是電阻分壓的方式接入,不過為了更精準的量測最後決定升級成「雙核」版本,使用 Arduino UNO + ESP8266 來達到 ACS712 + WiFi 的目的
  4. 有看到搭配 ADS1115 的使用方式,沒使用過不確定效果

什麼是 ACS712

簡單說就是,一顆測量電流後轉換成電壓大小的 IC ,根據電壓大小即可換算用電

應用硬體線路

 

 

Datasheet 對於量測後輸出電壓的解釋

ACS712 有三個型號 5A, 20A, 30A 我們就看 5A 和 30A 就好了

先看 5A 的

當 Vcc 為 5V 時,輸出 2.5V 為 0 負載,滿負載是 3.5V

然後是 30A 的

一樣 Vcc 為 5V 時,2.5V 為 0 負載,滿負載 30A 時為 4.5V

無論哪個型號,輸出電壓結果都是線性的,換句話說就是可以直接把 「輸出電壓 – 2.5」 然後和極限電壓來做簡單的計算即可得到真正的負載電流

接上 Arduino 的情況

當我使用一顆 ACS712 30A 的偵測器時,接到 A0 的類比腳位,0 負載時理想值是收到 511 左右的值,這是因為 ACS712 0 負載時會輸出 2.5V 的電壓

換句話說,如果使用 30A 這顆 IC 的話,那就只能得到 408 ( (1024/5) * (4.5-2.5) = 408 ) 個取樣,每個取樣為 0.074A,接到 110V 交流電就是 8.1W

也就是說精度就是 0.074A,數值抖一下就是 8.1W 的差異,當然這樣 30A 的情況,如果是 5A 的話因為滿負載是 3.5V 所以就要自己換算一下 (等 Hoyo 自己有用到再換算更新上來 )

AC 交流

  • https://ngsir.netfirms.com/capplets/rms/rms.pdf

交流電負載的情況就是交流電「正弦波」的樣子,因此必須至少取樣一個以上的週期後的數據才能計算電流。

台灣交流電為 60HZ 所以一次的取樣至少不能低於 1/60 = 0.0167 秒 才是一個週期

週期取樣計算 Arduino 程式

SoftwareSerial – Arduino + ESP8266 雙核通訊

Arduino 和 ESP8266 使用 SoftwareSerial 達到雙向資訊交換,需要注意串列鮑率(Baud Rate) 不能設定太低,會掉資料

Arduino 端,接 ACS712

ESP8266

ADS1115

更準的類比數位轉位器以及可應用在 ESP8266 上

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