(電子工作)  
 
 電流センサー

 
 

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2009年 5月15日

非接触型
直流電流センサーを
"グリット"から購入。 3,280 円(税込)

これは25Aまで測れるもので、流れ方向も分かる。

オートバイのアイドリングでヘッドライトを点けた場合、
バッテリーから放電しているのか、充電しているのか、
どれくらいの電気が流れるのか、分かるようにしたい。

(単4型電池は大きさ比較用)

仕様上は、 0.037V/A 。
電源5.0Vだと、ゼロアンペアで 2.5V 出力。
 
 
2012年12月

 
    オートバイの自作メーターテストに組み込んでみたのだが、うまく表示されなかった。
振り幅が0.037V/Aなので、0.1Aの電流だと0.0037Vと微小電圧である。 それでワンチップマイコン(PIC)内蔵の
10ビットアナログ→デジタル変換を使用したのだが、表示がまったく安定せず、使いものにならなかった。

今回、オートバイの自作メーターを新しく作り直すつもりなので、電流計表示を再挑戦してみることにした。
それで今度は、
オペアンプを使用して、電圧を増圧してみる机上テストを行った。

まず、ゼロアンペアでの電圧を計測したところ、2.528Vだった。(秋月電子通商から購入した M-3850D にて。)
それを基準として、振り電圧を計算値でエクセル表を作成した。

オペアンプで検知電圧をマイナスしてから数倍して、ワンチップマイコン(PIC)でのA/D変換値をそのまま表示(10進数)するようにした。

当初の目的からすると、1アンペアくらいまで表示できればよいのだが、せっかくなので10アンペアまで表示できるようにする。 いや、表示するソウトを簡単にするため、9.9アンペアまでとする。

マイナス電圧と倍数値は、テキトーな数値を入れてみて、エクセル自動計算結果により、何回も入力し直して導き出した。
計算結果の1桁目を小数点表示することにより、電流アンペア表示ができる。

 
   
電流
[A]
検知電圧
[V]
オペアンプ
オペアンプ
PIC
A/D変換
(8bit)
PIC
計算値
-2.054V x4.333 x255/4.096
-128
-10 2.158 0.104 0.451 28 100
-9.9 2.162 0.108 0.467 29 99
-9.5 2.177 0.123 0.531 33 95
-9 2.195 0.141 0.611 38 90
-8.5 2.214 0.160 0.691 43 85
-8 2.232 0.178 0.771 48 80
-7.5 2.251 0.197 0.851 53 75
-7 2.269 0.215 0.932 58 70
-6.5 2.288 0.234 1.012 63 65
-6 2.306 0.252 1.092 68 60
-5.5 2.325 0.271 1.172 73 55
-5 2.343 0.289 1.252 78 50
-4.5 2.362 0.308 1.332 83 45
-4 2.380 0.326 1.413 88 40
-3.5 2.399 0.345 1.493 93 35
-3 2.417 0.363 1.573 98 30
-2.5 2.436 0.382 1.653 103 25
-2 2.454 0.400 1.733 108 20
-1.5 2.473 0.419 1.813 113 15
-1 2.491 0.437 1.894 118 10
-0.9 2.495 0.441 1.910 119 9
-0.8 2.498 0.444 1.926 120 8
-0.7 2.502 0.448 1.942 121 7
-0.6 2.506 0.452 1.958 122 6
-0.5 2.510 0.456 1.974 123 5
-0.4 2.513 0.459 1.990 124 4
-0.3 2.517 0.463 2.006 125 3
-0.2 2.521 0.467 2.022 126 2
-0.1 2.524 0.470 2.038 127 1
0 2.528 0.474 2.054 128 0
0.1 2.532 0.478 2.070 129 1
0.2 2.535 0.481 2.086 130 2
0.3 2.539 0.485 2.102 131 3
0.4 2.543 0.489 2.118 132 4
0.5 2.547 0.493 2.134 133 5
0.6 2.550 0.496 2.150 134 6
0.7 2.554 0.500 2.166 135 7
0.8 2.558 0.504 2.182 136 8
0.9 2.561 0.507 2.198 137 9
1 2.565 0.511 2.214 138 10
1.5 2.584 0.530 2.294 143 15
2 2.602 0.548 2.374 148 20
2.5 2.621 0.567 2.455 153 25
3 2.639 0.585 2.535 158 30
3.5 2.658 0.604 2.615 163 35
4 2.676 0.622 2.695 168 40
4.5 2.695 0.641 2.775 173 45
5 2.713 0.659 2.855 178 50
5.5 2.732 0.678 2.936 183 55
6 2.750 0.696 3.016 188 60
6.5 2.769 0.715 3.096 193 65
7 2.787 0.733 3.176 198 70
7.5 2.806 0.752 3.256 203 75
8 2.824 0.770 3.336 208 80
8.5 2.843 0.789 3.417 213 85
9 2.861 0.807 3.497 218 90
9.5 2.880 0.826 3.577 223 95
9.9 2.894 0.840 3.641 227 99
10 2.898 0.844 3.657 228 100


 
   
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 テスト

 ワンチップマイコンは
  PIC16F690 を使用。
 オペアンプは
 LMC662CN を使用。
 
    [ 結果 ]

テストはオートバイ防寒用電熱服と定電流電源を使用して行った。
1〜4アンペア流し、オペアンプの減算と増幅調整用ボリュームを調整したところ、ちゃんと表示された。
こりゃいいわ!0.1アンペアの位も定電流電源の表示にきちんと追従するので、信頼できる精度だ。 成功、嬉しい。
また、アイソレートというのが実感できた。 マイナス(グランド)の接続場所は関係無く、 電流センサーと測定する電源が別々でも問題無い。

[ 注意点 ]

PICのA/D変換値が少し不安定だったが、次の対策で直った。
@電源元にケミコン(1800μF)を入れた。 定電圧電源のリプル影響があったようだ。
APICのA/D端子に100kΩ抵抗と1μFのセラミックコンデンサーでチャンバーを付けた。



 
 
 
 
オートバイの消費電力測定 2007.04.14

 
    ウインカー、インジケーターランプ、テールライト、ナンバー灯、ポジションランプをLED化したので、ヘッドライトを除くと電球を使用しているところはなくなった。

全体でどれくらいの電力を消費するのかテスターで測ってみた。
@電源ON(ヘッドライト、テールライト、ナンバー灯、ポジションランプはOFF状態)…0.29A
AポジションスイッチON(ヘッドライトはOFF)…0.45A
B同上+ストップランプ…0.51A

エンジンは停止状態でバッテリー電圧は12.6Vだった。
ヘッドライトを点灯しなければ、通常で約4W〜6.5Wの消費電力ということになる。
(純正ノーマル状態は計測していない。)

 
                             
 
 
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