2017年11月18日土曜日

電流センサモジュール（ACS712）

散歩をしているとこんなもの見つけました。
オシロが壊れる前、AliExpressの中でした。

買ったのは、電流センサモジュールです。
この±5Aレンジのものと
AliExpress.com Product - Hot Sale New 5A Range ACS712 Current Sensor Module

この±20Aレンジのもの。
100mV/Aで丁度いいからです。
気に入ったところは
・DC±～AC 80KHz
　Frequency Bandwidth 80kHz @10Ap-p
・測定端子間の内部抵抗：1.2mΩ
　10Aでも0.12W、12mV
　たぶんその辺のコネクタの接触抵抗より小さいでしょう。
・5V単電源で動作
・絶縁耐圧 2.1KVrms

測定レンジは、チップで決まっていて３種類あります。
　ACS712ELCTR-05B ±  5A 185mV/A
　ACS712ELCTR-20A ±20A 100mV/A
　ACS712ELCTR-30A ±30A   66mV/A  

こんなに簡単な回路で測定できるのです。
ハンディオシロ DS203が復活したので、早速、使ってみます。
以前から見てみたかったCNC2418のステッピングモーターの電流をみるため
ステッピングモーターのコネクタケーブル予備で準備します。
電流センサの出力は、電流ゼロで 2.5V（1/2 Vcc）のOFFSETがあるので
オシロのプローブのGNDを2.5VにしてOFFSET分を打ち消すことにします。
携帯オシロ DS203は小さいのでステージの上で測定できます。
やっぱこのオシロは便利ですね～
スピンドルをOFFにして
X軸を200mm左右に移動するようにCandle ｖ1.1.7に直接Gcodeを入力します。
＊＊＊＊＊
F300
M5
G1 X200
G1 X0
G1 X200
G1 X0
G1 X200
G1 X0
＊＊＊＊＊
185mV/Aなので200mVp-pとして1Ap-pというところです。
それにしてもノイズが大きいです。
正弦波のはずなのですが、三角波と区別がつかないほどですね～
電流を流さずに、電流センサだけの出力を見てみます。
オシロのGNDも正規のGNDにしてACレンジです。
ホール素子を使うのは初めてです。
ひょっとして周辺磁界の影響かもと、鉄板で囲んでみましたがびくともしません。
ホール素子自体のノイズって意外と大きいようですね～
オンチップの非常に小さいホール素子出力を増幅しているからなのだろう？
控えめに見て50mVp-p、185mV/Aなので0.27Ap-pも！
FFTもしてみると
ACS712チップ内でスイッチング動作しているので
その周波数でしょうか、234.3KHzとその高調波が目立ちます。
ACS712のDatasheetを改めてみると
5A品のノイズは、CF＝47nFで 21mVとあります。
ノイズ特性のグラフもあります。
CF＝1nFでは、何と！ Noise：400mAp-pもあるのかあ～
試しにモジュールを CF＝100nF＝10μF にしてみます。
ノイズの高周波分が減っただけで振幅はあまり減ってないような？．．．
もう一度、 CF＝1nF でのノイズ。
ん～～ん．．．
ということで数A程度の波形を見るには、このモジュールは辛いですね～
20レンジや30Aレンジのモジュールでかなり大きな電流を見るか
出力の平均値をモニター表示する様な用途のセンサーという感じです。

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