使用 ACS712 测量任何交流电流

关于这个项目

使用电源线时请小心

您好，欢迎来到另一个教程，这是关于测量交流电 (AC)，使用 ACS712 我使用的是 30Amps 版本，即 ACS712 30A，还有我们可爱的 Arduino Uno 板，我试图添加一个 OLED 屏幕，但不幸的是结束了在拍摄教程时打破它所以我切换到 LCD，但在下面你会找到两个版本的接线和代码。

“任何交流电……”我的意思是我们将看到一个适用于所有信号类型的代码/库，不仅是正弦波，而且我们的电流表将能够计算出真正的均方根。请注意，传感器使用霍尔效应（在电导体上产生电压差，横向于导体中的电流和垂直于电流的外加磁场）

您可以将此项目与此项目相结合：使用 Arduino 和 ZMPT101B 轻松测量交流电压

测试将在白炽灯泡上进行，由与参考万用表和 ACS712 电流传感器模块串联的调光器控制。

这是计划：

• 首先，我们需要将模块与 Arduino 板连接起来，并检查调光器开启时的信号形状 - 全周期 - 半周期。

• 然后我们将检查一个不需要任何库的简单代码，但它仅适用于正弦波信号（将对其进行测试）。

• 之后我们将看到用于测量 AC 的 TRMS 并使用 LCD 的代码。

零件

选择ACS712时请慎重，不要像我一样尝试安全（通过购买30Amps版本），当您尝试将其用于家庭用途或小放大器应用时，这只会产生很大的波动，所以在这里对我来说，5A 或 10A 版本就可以了。另请注意，30A 或 20A ……也会影响您的校准，但在视频和代码注释中解释了如何校准。

这些是我使用的部件，您可以用任何兼容的板替换 UNO，或者用 OLED 或您喜欢的任何显示器替换 LCD i²c。

测试 1

接线 和 代码

测试 1 的接线可以在下面（接线 1）和代码（代码 1）旁边找到。

结果

上传代码并启动串行绘图仪，您应该能够看到类似正弦波的信号，红线显示当我调低调光器时，电流开始具有通常在三端双向可控硅中找到的形状。

测试 2

现在，如果您只想使用上面的代码测量电流，您将得到大约 512 – 511 的值，它们根本不反映 RMS 值。因此，为了测量信号 RMS 值，我们将保持与上述相同的接线，但现在我们需要另一个可以计算 RMS 的代码。

布线 和 代码

接线与（接线 1）相同，但可以在下面找到不同的代码（代码 2）。

结果

如您所见，左侧的值 (RMS) 与万用表测量的值相同，右侧的值是峰峰值，请注意调光器处于全周期，因为我使用的是 75W 灯泡和230VAC/50Hz。

!!!!!!!!!!!!!!!!!!但是!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

在这里，我一直调低了调光器，这意味着我大约在一个周期的 1/4 左右，万用表给我 0.21A 但我的代码给了我 0.36A，代码仍然测量从峰值到峰值，但是正如你在上面看到的，当我把调光器调到最低时，我的信号不是线性的。

这就是 TRMS 测量与仅适用于正弦波信号的测量之间的区别。

测试 3

现在你看到了上面代码的问题，但幸运的是有一个库可以解决，我真的很感激这个库所做的所有工作，因为你知道如果你想计算一个 RMS 值，你需要使用积分微积分，并且这在电子开发板上很难实现，您可以查看库 cpp 文件，看看使用了哪些方法，例如“Average”“Sigma”……与统计/概率相关的事情……

布线， 代码 和 图书馆

接线与上面使用的接线（接线1）相同，您可以在下面找到代码（代码3）。

您可以在此处下载过滤器库：在此处下载库

结果

正确的结果在中间，左边的是没有校准的，右边是用来演示如何校准的（查看视频）。

正如您所看到的，两个代码对非线性信号的响应存在巨大差异，但第二个代码充当 TRMS 万用表。

用 LCD/OLED 测试

在这里，我们保持相同的事情，我们所做的就是不使用串行监视器，我们可以使用 LCD 或 OLED

布线， 代码 和 图书馆

接线可在下方 (Wiring_LCD) 和 (Wiring_OLED) 中找到，代码也在下方 (Code_ACS712_LCD) 和 (Code_ACS712_OLED)。

这是 OLED 库

https://github.com/adafruit/Adafruit_SSD1306https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library

这是 LCD_i2c_library

https://drive.google.com/file/d/1Oc56q2GPs5SOA-PdbVHHSxKCnI9KY5xd/view

结果

这是我唯一能做的测试，因为我在尝试拍摄视频教程时弄坏了 OLED 屏幕。总的来说，它的工作方式与我们之前看到的一样，只是在 LCD i²c 屏幕上显示它。 （是的 TRMS 值不是峰峰值方法）。

就这些了，希望大家喜欢本教程不要忘记点赞视频教程，如果想支持就订阅SurtrTech频道，非常感谢。

有任何问题请在评论中留言。

代码

• Code_1.ino
• Code_2.ino
• Code_3.ino
• Code_ACS712_LCD.ino
• Code_ACS712_OLED.ino

Code_1.inoArduino

/*此代码适用于 ACS712 电流传感器，它允许读取原始数据 最好与串行绘图仪一起使用 更多详情请访问 www.surtrtech.com*/ #define Current_sensor A0 //传感器模拟输入 pinfloat i;void setup() {Serial.begin(9600);pinMode(Current_sensor, INPUT);}void loop() { i =analogRead(Current_sensor); Serial.println(i);延迟（100）； //修改或移除延迟会改变信号的显示方式 //设置它直到你得到正确的正弦波形状}

Code_2.inoArduino

/* 此代码适用于 ACS712 电流传感器，它允许计算正弦波交流电的 RMS * 它使用峰峰值计算 RMS 的方法 * 欲了解更多信息，请查看 www.surtrtech.com */#define SAMPLES 300 //每次循环时您想要采样的数量#define ACS_Pin A0 //ACS712 数据引脚 analong inputfloat High_peak,Low_peak; //测量或计算变量float Amps_Peak_Peak, Amps_RMS;void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(ACS_Pin,INPUT); //定义引脚模式}void loop() { read_Amps(); //启动read_Amps函数 Amps_RMS =Amps_Peak_Peak*0.3536*0.06; //现在我们有峰峰值，通常公式只需要乘以 0.3536 //但是由于值会很大，你应该乘以 0.06，你可以先不使用它，//做你的计算并将它们与由电流表测量的实际值。例如：0.06=实际值/测量值 Serial.print(Amps_RMS); //这里我显示RMS值和峰峰值，你可以打印你想要的并添加“A”符号... Serial.print("\t"); Serial.println(Amps_Peak_Peak); delay(200);}void read_Amps() //read_Amps 函数计算高峰值和低峰值之间的差值 { //获取峰峰值 int cnt; //计数器High_peak =0; //我们首先假设我们的高峰值等于0，低峰值是1024，是的倒置Low_peak =1024； for(cnt=0; cnt High_peak) //如果该值高于峰值（最初为 0）{ High_peak =ACS_Value; //高峰值将从0变为找到的那个值 } if(ACS_Value  
Code_3.inoArduino 
 此代码使用统计公式来计算任何信号的 TRMS 并将其显示在串行监视器上
/* 此代码适用于 ACS712 电流传感器，它允许计算信号 TRMS * 访问 www.surtrtech.com有关更多详细信息 */#include  //这个库做了大量工作检查它的 .cpp 文件#define ACS_Pin A0 //A0 模拟输入上的传感器数据引脚浮点 ACS_Value; //这里我们保留原始数据值sfloat testFrequency =50; // 测试信号频率 (Hz)float windowLength =40.0/testFrequency; // 平均信号需要多长时间，对于 statististfloatintercept =0; // 根据校准测试进行调整浮动斜率 =0.0752; // 根据校准测试进行调整 //请查看 SurtrTech 的 ACS712 教程视频以了解如何获取它们，因为这取决于您的传感器，或查看以下 float Amps_TRMS; // 以安培为单位估计的实际电流 unsigned long printPeriod =1000; // 以毫秒为单位// 自上次读取以来以毫秒为单位的跟踪时间 unsigned long previousMillis =0;void setup() { Serial.begin(9600); // 启动串口 pinMode(ACS_Pin,INPUT); //定义pin模式}void loop() { RunningStatistics inputStats; // 创建统计信息以查看原始测试信号 inputStats.setWindowSecs( windowLength ); //设置窗口长度 while( true ) { ACS_Value =analogRead(ACS_Pin); // 读取模拟值： inputStats.input(ACS_Value); // 记录到 Stats 函数 if((unsigned long)(millis() - previousMillis)>=printPeriod) { // 我们每一秒都做一次计算 previousMillis =millis(); // 更新时间 Amps_TRMS =截距 + 斜率 * inputStats.sigma(); Serial.print("\t 安培："); Serial.print( Amps_TRMS ); } }}/* 关于斜率和截距 * 首先你需要知道所有的 TRMS 计算都是由库中的函数完成的，它是“inputStats.sigma()”值 * 首先你可以显示“inputStats.sigma ()" 作为您的 TRMS 值，然后尝试在输入为 0.00A 时使用它进行测量 * 如果测量值为 0，就像我得到的一样，您可以将截距保持为 0，否则您需要添加或减去以使其成为值等于 0 * 换句话说“去除偏移” * 然后打开电源到一个已知值，例如使用灯泡或 LED，你知道它的功率并且你已经知道你的电压，所以稍微算一下你将得到理论安培数 * 你将该理论值除以测量值，然后得到斜率，现在放置它们或修改它们 */
 
Code_ACS712_LCD.inoArduino 
 此代码使用 TRMS 计算方法并将其显示在 LCD i²c
/* 此代码适用于 ACS712 和 LCD ic * 它测量交流电的 TRMS 并在屏幕上显示该值 * 访问 www.SurtrTech.com有关更多详细信息 */#include  //该库做了大量工作检查其 .cpp 文件#include  //LCD ic library#define ACS_Pin A0 //ACS712 数据引脚#define I2C_ADDR 0x27 //I2C地址，你应该先用code扫描地址(0x27)这里#define BACKLIGHT_PIN 3 //声明LCD引脚#define En_pin 2#define Rw_pin 1#define Rs_pin 0#define D4_pin 4#define D5_pin 5#define D6_pin 6#define D7_pin 7LiquidCrystal_I2C lcd(I2C_ADDR,En_pin,Rw_pin,Rs_pin,D4_pin,D5_pin,D6_pin,D7_pin); //声明lcdfloat testFrequency =50; // 测试信号频率 (Hz)float windowLength =40.0/testFrequency; // 平均信号需要多长时间，对于 statististfloatintercept =0; // 根据校准测试进行调整浮动斜率 =0.0752; // 根据校准测试进行调整 //请查看 SurtrTech 的 ACS712 教程视频以了解如何获取它们，因为这取决于您的传感器，或查看以下 float Amps_TRMS;浮点 ACS_Value；无符号长打印周期 =1000； unsigned long previousMillis =0;void setup() { digitalWrite(2,HIGH);液晶显示器开始（16,2）； lcd.setBacklightPin(BACKLIGHT_PIN,POSITIVE); lcd.setBacklight（高）； //照明背光lcd.home(); }void loop() { RunningStatistics inputStats; // 创建统计信息以查看原始测试信号 inputStats.setWindowSecs( windowLength );而（真）{ ACS_Value =模拟读取（ACS_Pin）； // 读取模拟值： inputStats.input(ACS_Value); // 记录到 Stats 函数 if((unsigned long)(millis() - previousMillis)>=printPeriod) { // 我们每一秒都做一次计算 previousMillis =millis(); // 更新时间 Amps_TRMS =截距 + 斜率 * inputStats.sigma(); //校准值 lcd.clear(); //清除lcd并在某个位置打印lcd.setCursor(2,0); lcd.print(Amps_TRMS); lcd.print("A"); } }}/* 关于斜率和截距 * 首先你需要知道所有的 TRMS 计算都是由库中的函数完成的，它是“inputStats.sigma()”值 * 首先你可以显示“inputStats.sigma ()" 作为您的 TRMS 值，然后尝试在输入为 0.00A 时使用它进行测量 * 如果测量值为 0，就像我得到的一样，您可以将截距保持为 0，否则您需要添加或减去以使其成为值等于 0 * 换句话说“去除偏移” * 然后打开电源到一个已知值，例如使用灯泡或 LED，你知道它的功率并且你已经知道你的电压，所以稍微算一下你将得到理论安培数 * 你将该理论值除以测量值，然后得到斜率，现在放置它们或修改它们 */
 
Code_ACS712_OLED.inoArduino 
 此代码使用 TRMS 计算方法并在 OLED 上显示该值。
/* 此代码适用于 ACS712 和 OLED ic * 它测量交流电的 TRMS 并在屏幕上显示该值 * 访问 www.SurtrTech。 com 了解更多详情 */#include  //这个库做了大量工作检查它的 .cpp 文件#include  //OLED 库#include #define ACS_Pin A0#define SCREEN_WIDTH 128 // OLED 显示宽度，以像素为单位#define SCREEN_HEIGHT 32 // OLED 显示高度，以像素为单位#define OLED_RESET -1 // 重置引脚 #（如果共享 Arduino 重置引脚，则为 -1）float testFrequency =50; // 测试信号频率 (Hz)float windowLength =40.0/testFrequency; // 平均信号需要多长时间，对于 statististfloatintercept =0; // 根据校准测试进行调整浮动斜率 =0.0752; // 根据校准测试进行调整 //请查看 SurtrTech 的 ACS712 教程视频以了解如何获取它们，因为这取决于您的传感器，或查看以下 float Amps_TRMS;浮点 ACS_Value；无符号长打印周期 =1000； unsigned long previousMillis =0; Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET); //声明显示名称(display)void setup() { display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); //启动OLED显示屏 display.clearDisplay(); display.display();}void loop() { RunningStatistics inputStats; // 创建统计信息以查看原始测试信号 inputStats.setWindowSecs( windowLength );而（真）{ ACS_Value =模拟读取（ACS_Pin）； // 读取模拟值： inputStats.input(ACS_Value); // 记录到统计函数 if((unsigned long)(millis() - previousMillis)>=printPeriod) { //每 1 秒计算一次 previousMillis =millis(); // 更新时间 Amps_TRMS =截距 + 斜率 * inputStats.sigma(); display.clearDisplay(); display.setTextSize(3); display.setTextColor(WHITE); display.setCursor(15,10); display.print(Amps_TRMS); display.println(" A");显示。显示（）； } }}/* 关于斜率和截距 * 首先你需要知道所有的 TRMS 计算都是由库中的函数完成的，它是“inputStats.sigma()”值 * 首先你可以显示“inputStats.sigma ()" 作为您的 TRMS 值，然后尝试在输入为 0.00A 时使用它进行测量 * 如果测量值为 0，就像我得到的一样，您可以将截距保持为 0，否则您需要添加或减去以使其成为值等于 0 * 换句话说“去除偏移” * 然后打开电源到一个已知值，例如使用灯泡或 LED，你知道它的功率并且你已经知道你的电压，所以稍微算一下你将得到理论安培数 * 你将该理论值除以测量值，然后得到斜率，现在放置它们或修改它们 */
 

示意图