大家好！也许值得介绍一下自己-我是一名常规电路工程师，他对编程和其他电子领域也很感兴趣：DSP，FPGA，无线电通信等。最近，我全力投入SDR接收器。起初，我想将我的第一篇文章（我希望不是最后一篇）专门用于一些更严肃的话题，但是对于许多人来说，这只是阅读问题，不会带来任何好处。因此，该主题被选为高度专业化且专门应用。我还想指出，大概所有的文章和问题都将更多地从电路设计者的角度考虑，而不是从程序员或任何其他人那里考虑。好吧-走吧！不久前，我订购了“住宅建筑电源监控系统”的设计，该客户从事郊区住宅的建设，因此你们中的有些人可能已经看过我的设备。该设备测量了每个输入相位和电压上的消耗电流，同时通过无线电通道将数据发送到已经安装的Smart Home系统，并且他能够削减房屋输入处的启动器。但是，今天的讨论将不是关于他，而是关于他的微小但非常重要的组成部分-电流传感器。正如您已经从文章标题中了解的那样，这些将是Allegro- ACS758-100的 “非接触式”电流传感器。________________________________________________________________________________________________________________________有关数据传感器的数据表，请参见此处。您可能会猜到，标记末尾的数字“ 100”是传感器可以测量的最大电流。坦率地说-我对此表示怀疑，在我看来，结论很长时间不能承受200A，尽管它非常适合测量突入电流。在我的设备中，没有问题的100A传感器不断通过自身至少35A，并且存在高达60A的功耗峰值。
图1-传感器ACS758-100（50/200）的外观在继续本文的主要部分之前，我建议您先熟悉两个来源。如果您具有电子学的基本知识，那么它们将是多余的，可以随时跳过此段。我建议其他人继续进行总体发展和了解：1）霍尔效应。现象和工作原理2）电流的电流传感器________________________________________________________________________________________________________________________好吧，让我们用最重要的开始，即标签。我在www.digikey.com上购买了90％的外壳零件。组件会在5到6天之内到达俄罗斯，网站上可能包含所有内容，而且参数搜索和文档非常方便。因此，可根据要求在“ ACS758 ”中找到该系列传感器的完整列表。我的传感器在那里购买-ACS758LCB-100B。在数据表中，所有内容均根据标记进行了标记，但是我仍然要注意关键点“ 100V ”：1）100是以安培为单位的测量极限，也就是说，我的传感器可以测量高达100A的电流；2）“ B ”-该字母值得特别注意，在其位置也可能存在字母“ U ”。带字母B的传感器能够测量交流电，并因此进行直流测量。带字母U的传感器只能测量直流电。同样在数据表的开头，有一个关于该主题的极佳板块：
图2-ACS758系列电流传感器的类型同样，使用这种传感器的最重要原因之一是电流隔离。电源端子4和5没有电连接到端子1,2,3。在该传感器中，通信仅以感应场的形式进行。
该表中出现了另一个重要参数-输出电压对电流的依赖性。这种传感器的优点在于它具有电压输出，而不像传统的电流互感器那样具有电流，这非常方便。例如，传感器输出可以直接连接到微控制器的ADC输入并获取读数。我的传感器这个值是20毫伏/ A。这意味着当电流1A流过传感器的端子4-5时，其输出电压将增加20 mV。我认为逻辑很明确。下一刻，输出电压将是多少？假设食物是“人类”的，即单极性的，那么在测量交流电时，应该有一个“参考点”。在此传感器中，该参考点为1/2电源（Vcc）。这样的解决方案经常发生并且很方便。当电流沿一个方向流动时，输出将为“ 1/2 Vcc + I * 0.02V ”，在另一半周期中，当电流沿相反方向流动时，输出电压将为“ 1/2 Vcc-I * 0.02V ”。在输出处，我们得到一个正弦波，其中“零”为1 / 2Vcc。如果我们测量直流电，则输出将为“ 1/2 Vcc + I * 0.02V ”，那么当在ADC上处理数据时，我们只需减去恒定分量1/2 Vcc然后我们处理真实数据，即剩余的I * 0.02V。现在是时候在实践中测试我上面描述的内容了，或者更确切地说，从数据表中减去了什么。为了使用传感器并检查其功能，我建立了这个“迷你支架”：
图3-测试电流传感器的站点首先，我决定对传感器通电并测量其输出以确保其为“零”。他已经采取了1/2 Vcc。可以在数据表中获取连接图，但是，为了结识，我没有浪费时间，而是在Vout引脚上为电源+ RC低通滤波器设计了滤波电容器。在真实的设备中，没有它们，无处不在！我最终得到以下图片：
图4-通电时测量“零”的结果从STM32VL-Discovery围巾获得5V电压，我看到了这些结果-2.38V。出现的第一个问题是：“ 为什么选择2.38，而不是数据表中描述的2.5？ ”这个问题几乎立即消失了–我测量了用于调试的电源总线，当时是4.76-4.77V。但问题是电源来自USB，已经有5V电压，USB之后有线性稳定器LM7805，这显然不是LDO下降40 mV。在此大约250 mV。好吧，这并不重要，主要要知道的是“零”为2.38V。当处理来自ADC的数据时，我将减去这个常数。现在，我们将仅在示波器的帮助下进行首次测量。我将测量可调电源的短路电流，它是3.06A。这和内置的电流表显示和fluka给出了相同的结果。那么，将电源输出连接到腿4和传感器（在照片我vituha铸造）的5，看看会发生什么：
图5 -电流测量PSU短路正如我们所看到的，电压Vout的增加从2.38V到2.44V。如果您看上面的依赖性，那么我们应该得到2.38V + 3.06A * 0.02V / A，它对应于2.44V的值。结果达到了预期，在3A的电流下，我们将等于60 mV的 “零”增加了。结论-传感器可以工作，您已经可以在MK的帮助下使用它。现在，您需要将电流传感器与STM32F100RBT6微控制器上的ADC引脚之一连接。卵石本身非常平庸，系统频率仅为24 MHz，但是这条围巾存活了很多，并得到了证明。我已经拥有了大约5年，因为它是在ST左右分发时免费获得的。首先，出于习惯，我想在传感器后放置一个具有系数的运算放大器。获得“ 1”，但是，看一下结构图，我意识到他已经站在里面了。唯一要考虑的是，在最大电流下，输出功率将等于Vcc传感器的电源，即大约5V，并且STM可以测量0至3.3V，因此在这种情况下，有必要放置一个电阻分压器，例如1：1.5或1：2。我目前的情况很少，所以到目前为止我一直忽略了这一刻。我的测试设备如下所示：
图6-放置“电流表”另外，为了使结果可视化，我将中文显示器固定在ILI9341控制器上，虽然好处不多，但我的双手根本无法达到。为了为他写一个完整的图书馆，他杀死了几个小时和一杯咖啡，因为数据表令人惊讶地提供了信息，这对于成龙儿子的手工艺品来说是罕见的。现在，您需要编写一个使用微控制器的ADC测量Vout的函数。我不会详细说明，根据STM32，已经有大量的信息和教训。因此，请看：uint16_t get_adc_value()
{
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
while(ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);
return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}
接下来，为了在主体或中断的可执行代码中获得测量ADC的结果，您需要编写以下代码： data_adc = get_adc_value();
先前已声明data_adc变量： extern uint16_t data_adc;
结果，我们得到变量data_adc，它的取值范围是0到4095，因为STM32中的ADC为12位。接下来，我们需要将结果“鹦鹉”化为我们更熟悉的形式，即安培。因此，您必须首先计算分割价格。在3.3V总线上安装了稳定器之后，我的示波器显示为3.17V，我不明白它所连接的是什么。因此，将3.17V除以4095，得到的值为0.000774V-这是分度的价格。也就是说，从ADC获得结果，例如2711，我只需将其乘以0.000774V即可得到2.09V。在我们的任务中，张力只是“调解人”；我们仍然需要将其转换为安培。为此，我们需要从结果中减去2.38B，然后除以0.02 [B / A]。结果是以下公式：float I_out = ((((float)data_adc * presc)-2.38)/0.02);
好了，是时候将固件填充到微控制器中并查看结果了：
图7-传感器数据及其处理的测量结果我测量了自己的电路消耗，如230 mA。用经过验证的福禄克测得的结果相同，结果发现功耗为201 mA。好吧-精确到一位小数已经很酷了。我将解释为什么...测量电流的范围是0..100A，即，高达1A的精度为1％，高达十分之一安培的精度已经为0.1％！并且请注意，这是没有任何电路解决方案的。我什至懒得挂过滤神鹰吃。现在，您需要测量电源的短路电流（短路）。我将手柄拧到最大并得到以下图片：图8-短路
电流测量好吧，实际上是源本身带有电流表的读数：
图9-BP刻度上的值实际上，它显示为3.09A，但是当我拍摄照片时，vitukha被加热并且其电阻增加，因此电流下降了，但这并没有好恐怖总之，我什至不知道该说些什么。我希望我的文章能以某种方式对新手无线电爱好者有所帮助。也许有人会喜欢我介绍材料的形式，那么我可以继续定期撰写有关使用各种组件的文章。您可以在评论中表达您对主题的愿望，我会尽量考虑在内。当然，我附上了程序的源代码，您会看到谁需要一个库才能与显示器或ADC配合使用。Keil 5中的项目本身。