Witam.
Poniżej przedstawiam opis czujnika do bezinwazyjnego pomiaru prądu do 30A.
Czujnik można zakupić na chińskich portalach aukcyjnych wraz z przesyłką w cenie od ok. $4,5 lub na polskich portalach aukcyjnych od ok. 25zł wraz z przesyłką.
Czujnik ten to tzw. "cęgi Dietza", czyli można prościej powiedzieć, że to zwykły transformator, tyle że brak w nim jest uzwojenia pierwotnego, jest tylko uzwojenie wtórne, a rdzeń tego transformatora jest dzielony, przez co można zapiąć go na przewód bezinwazyjnie.
Za uzwojenie pierwotne będzie tutaj robił przewód, na którym zostanie zapięty rdzeń czujnika.
Przy użyciu tego czujnika trzeba przestrzegać pewnej zasady - takiej samej jak przy użyciu mierników cęgowych - tj. i czujnik ten, i miernik cęgowy zapinamy tylko na jeden z przewodów zasilających. W przypadku zapięcia go na dwa przewody zasilające urządzenie (przewód fazowy i neutralny) zazwyczaj nasz czujnik pokaże, że przez przewód nie płynie prąd, bo jak wiadomo - prąd w tych przewodach płynie w przeciwnych kierunkach a ich suma wyniesie zero.
Co jest w środku naszego czujnika - niewiele.
Jak już wyżej napisałem - mamy tam uzwojenie wtórne o ilości zwojów 1800, dzielony rdzeń, płytkę PCB, gdzie podłączone są końce uzwojenia cewki i wlutowany między nie rezystor. W tym przypadku jest to rezystor 62Ω, na którym to będziemy mierzyć nasze napięcie z czujnika. Do tego metrowy przewód zakończony wtyczką mini Jack.
"Przekładnia" naszego czujnika to 30/1 czyli przy 30A na wtyczce czujnika pojawi się napięcie 1VAC.
Jako że przekładnia naszego czujnika to 1:1800, to przy 30A przez uzwojenie wtórne popłynie prąd 30/(1/1800)=0,01666A. W czujniku mamy wbudowany rezystor 62Ω, więc z prawa Ohma możemy wyliczyć, że przy 30A na wtyczce czujnika pojawi się 0,01666*62=1,033V
Teraz wiemy, czemu producent podaje na obudowie informację 30A/1V.
Poniżej kilka pomiarów przy użyciu tego czujnika.
Tutaj wykres zależności mierzonego prądu do pojawiającego się napięcia na wtyczce czujnika.
Niebieska linia to pomiar z użyciem naszego czujnika, zielona wzór wykresu liniowego.
Jak widać - wykres jest niemalże liniowy, a jego odchyłka nie jest zbyt duża od wzorca.
W tabelce mamy też wyliczony prąd na podstawie odczytu napięcia i procentowy błąd. Widzimy tu maksymalną odchyłkę 5% między tym co pokazał miernik cęgowy, a tym co wyszło z przeliczenia napięcia na prąd.
Do pomiaru użyłem miernika cęgowego, więc nie można brać dosłownie tych wyników.
Jak widać - w dość prosty sposób można dokonać bezinwazyjnego pomiaru prądu w tani sposób, jeżeli nie zależy nam na dużej dokładności.
W taki to właśnie sposób działają tanie mierniki cęgowe, gdzie możemy mierzyć tylko prąd zmienny. Niestety do pomiaru prądu stałego ten czujnik się nie nadaje i trzeba w takim przypadku użyć czujnika, który wykorzystuje zjawisko Halla, np ACS712.
W Google znaleźć można kilka przykładów podłączenia tego czujnika do Arduino wraz z gotowym programem.
Jak widać w dość tani sposób (ok. 30zł) możemy sobie zbudować własne cęgi pomiarowe do pomiaru prądu zmiennego. Możemy też wybrać różne warianty czujnika CST013 - dostępne są wersje: 5A, 10A, 15A, 20A, 30A lub 100A, przy czym należy wziąć pod uwagę, że wersja 100A nie ma wbudowanego rezystora.
W załączniku specyfikacja opisywanego tutaj czujnika.
Fajne!
