Funcionament i aplicacions del sensor de corrent ACS712

La invenció de l’electricitat ha comportat un canvi revolucionari en la vida dels humans. Vam inventar moltes aplicacions innovadores d’electricitat per facilitar la nostra vida diària. Avui gairebé tots els nostres equips funcionen amb electricitat. El flux de càrrega es coneix com a Corrent. Els diferents dispositius necessiten una quantitat de corrent diferent en funció dels seus requisits funcionals. Alguns dispositius són tan sensibles que es fan malbé quan se’ls lliura una gran quantitat de corrent. Per tant, per salvar aquesta situació i controlar la quantitat de corrent necessària o que s’utilitza en una aplicació, cal mesurar el corrent necessari. Aquí és on entra en joc el sensor de corrent. Un d’aquests sensors és el sensor de corrent ACS712.

Què és el sensor de corrent ACS712?

El corrent que circula per un conductor provoca una caiguda de tensió. La relació entre corrent i voltatge ve donada per la llei d’Ohm. En els dispositius electrònics, un augment de la quantitat de corrent per sobre del seu requisit comporta una sobrecàrrega i pot danyar el dispositiu.

La mesura de corrent és necessària per al bon funcionament dels dispositius. La mesura del voltatge és una tasca passiva i es pot fer sense afectar el sistema. Mentre que la mesura del corrent és una tasca intrusiva que no es pot detectar directament com a tensió.

ACS712

Per mesurar el corrent en un circuit, cal un sensor. El sensor de corrent ACS712 és el sensor que es pot utilitzar per mesurar i calcular la quantitat de corrent aplicada al conductor sense afectar el rendiment del sistema.

ACS712 Current Sensor és un sensor lineal IC basat en efectes Hall completament integrat. Aquest CI té un aïllament de tensió RMS de 2,1 kV juntament amb un conductor de corrent de baixa resistència.

Principi de funcionament

El sensor de corrent detecta el corrent en un cable o conductor i genera un senyal proporcional al corrent detectat en forma de tensió analògica o sortida digital.

Detecció de corrent es fa de dues maneres: la detecció directa i la detecció indirecta. En la detecció directa, per detectar el corrent, la llei d’Ohm s’utilitza per mesurar la caiguda de tensió produïda en un cable quan hi circula corrent.

Un conductor que transporta corrent també dóna lloc a un camp magnètic al seu voltant. En la detecció indirecta, el corrent es mesura calculant aquest camp magnètic aplicant qualsevol dels dos Llei de Faraday o llei Ampere. Aquí o bé un Transformador o bé Sensor d'efecte Hall o sensor de corrent de fibra òptica s’utilitzen per detectar el camp magnètic.

El sensor de corrent ACS712 utilitza el mètode de detecció indirecta per calcular el corrent. Per detectar el corrent s’utilitza en aquest CI un circuit de sensor Hall de baixa compensació. Aquest sensor es troba a la superfície del CI en un camí de conducció de coure. Quan el corrent flueix a través d’aquest camí de conducció de coure, genera un camp magnètic que és detectat pel sensor d’efecte Hall. El sensor Hall genera un voltatge proporcional al camp magnètic detectat que s’utilitza per mesurar el corrent.

La proximitat del senyal magnètic al sensor Hall determina la precisió del dispositiu. Més a prop del senyal magnètic, major precisió. El sensor de corrent ACS712 està disponible com a petit paquet SOIC8 de muntatge superficial. En aquest CI circula corrent del Pin-1 i el Pin-2 al Pin-3 i el Pin-4. Això forma el camí de conducció on es percep el corrent. La implementació d’aquest CI és molt fàcil.

ACS712 es pot utilitzar en aplicacions que requereixen aïllament elèctric ja que els terminals del camí de conducció estan aïllats elèctricament dels cables IC. Per tant, aquest CI no requereix cap altra tècnica d’aïllament. Aquest CI requereix una tensió d'alimentació de 5V. La seva tensió de sortida és proporcional al corrent de corrent altern o corrent continu. ACS712 té gairebé zero histèresi magnètica .

Quan el Pin-1 al Pin-4 forma el camí de conducció, el Pin-5 és el pin de terra del senyal. El pin-6 és el pin FILTER que utilitza un condensador extern per configurar l’amplada de banda. El pin-7 és el pin de sortida analògic. El pin-8 és el pin de la font d'alimentació.

Aplicacions del sensor de corrent ACS712

Aquest CI pot detectar tant corrent CA com CC, de manera que té una àmplia gamma d’aplicacions. ACS712 s'utilitza en circuits de detecció de pics, circuits per augmentar el guany, aplicació de rectificació per a convertidors AtoD, pany de fallada de sobrecorrent, etc.

ACS712 s'utilitza en moltes aplicacions industrials, comercials i de comunicació. Aquest CI és aplicable a les aplicacions per a automòbils. Algunes de les aplicacions típiques d’aquest CI es poden trobar en circuits de control de motors, per a la detecció i gestió de càrregues, SMPS, circuit de protecció contra falles de sobrecorrent.

Aquest CI pot mesurar el corrent per a càrregues d’alta tensió que funcionen a la xarxa elèctrica de 230 V. Per llegir els valors es pot connectar fàcilment amb l'ADC d'un microcontrolador. Quin seria el valor de la tensió de sortida proporcionada per ACS712 quan se li aplica un corrent de càrrega de CC?