第1步：獲取所需的硬件

要使所有這些正常工作，您當(dāng)然需要一些硬件。由于我們正在使用Arduino來測量電流消耗并發(fā)送RF命令，因此我們需要一個(gè)Arduino來開始。

必需的硬件：

Arduino （Uno或Pro Mini）

非侵入式電流傳感器

要定義電阻

射頻發(fā)射器和接收器

》

原型：

面包板

面包板電線

最終版本：

烙鐵

焊料

電線

當(dāng)然，您可以選擇不將所有內(nèi)容都焊接在整齊的包裝中。

步驟2：必需的軟件

這與原型過程本身有關(guān)，而與制作拋光產(chǎn)品無關(guān)。開始編程，只是普通的Arduino IDE。由于我們不使用任何庫，因此您無需再安裝任何東西。

所需的軟件：

Arduino IDE

第3步：查找電流傳感器值

為獲得最佳結(jié)果，我們將需要找到最適合電流傳感器（CT傳感器）的電阻。這是根據(jù)CT傳感器的規(guī)格通過一些計(jì)算完成的。

第一步是找到這些值。您通?？梢酝ㄟ^在您喜歡的搜索引擎中輸入產(chǎn)品類型和品牌來找到它們。對于我來說，這將是我已經(jīng)擁有的產(chǎn)品“ Talema AC1010”。

我們需要以下條件：

最大一次電流（RMS）

轉(zhuǎn)動(dòng) ratio

此外，我們需要知道Arduino的工作電壓。對于Arduino Uno，這將是5v。

總而言之，這就是我的值，對于參考非常有用：

最大一次電流： 60A

匝數(shù)比： 1000：1

Arduino電壓： 5

步驟4：計(jì)算理想負(fù)載電阻

如果CT傳感器是電流輸出類型，例如Talema AC1010，則需要轉(zhuǎn)換電流信號帶有負(fù)載電阻的電壓信號。如果是電壓輸出CT，則可以跳過此步驟，而忽略負(fù)載電阻，因?yàn)樨?fù)載電阻已經(jīng)內(nèi)置在CT中?，F(xiàn)在該開始記住高中的這些基礎(chǔ)數(shù)學(xué)課了。

選擇當(dāng)前要測量的范圍。 Talema AC1010的電流范圍為0A至60A，因此在此示例中，我們選擇60A作為我們的最大電流。

乘以√2將最大RMS電流轉(zhuǎn)換為峰值電流：

Primary peak-current = RMS current × √（2） = 60A × 1.414 = 84.8A

將峰值電流除以CT的匝數(shù)即可得到次級線圈中的峰值電流。

Talema AC1010具有1000匝，因此次級峰值電流將是：

Secondary peak-current = Primary peak-current / no. of turns = 84.8A / 1000 = 0.0848A

為最大程度地提高測量分辨率，峰值電流時(shí)負(fù)載電阻上的電壓應(yīng)為Arduino模擬參考電壓（AREF）除以2

使用的是在5V電壓下運(yùn)行的Arduino：AREF/2將為5 V/2 = 2.5 V，因此理想的負(fù)載電阻為：

Ideal burden resistance = （AREF/2） / Secondary peak-current = 2.5V / 0.0848A = 29.5Ω

29Ω不是常見的電阻值可以選擇22Ω或33Ω。始終選擇下一個(gè)較小的值，否則最大負(fù)載電流將產(chǎn)生高于AREF的電壓。我建議使用33Ω±1％。在某些情況下，串聯(lián)使用2個(gè)電阻會(huì)更接近理想的負(fù)載值。該值離理想值越遠(yuǎn)，精度將越低。在這種情況下，峰值電流將產(chǎn)生4.7V的模擬值（使用12位ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后為3822）。

步驟5：開始編碼，更多數(shù)學(xué)運(yùn)算！

為使測量有效，我們需要計(jì)算代碼中的某些先前值。這將為我們提供一個(gè)校準(zhǔn)值。為此，我們需要再次使用Arduino電壓，最大RMS，環(huán)路并使用負(fù)載電阻。確保用于計(jì)算的負(fù)擔(dān)是您實(shí)際使用的電阻值。

首先，我們需要再次開始計(jì)算：

double primaryPeak = sqrt（2） * amps; // Peak RMS value.

double secondaryPeak = primaryPeak / loops; // Minimum RMS value.

_sensorVoltage = voltage; // Voltage at which Arduino is running at.

_sensorCalibration = （primaryPeak / secondaryPeak） / burden; // Calculate calibration value.

首先，我們計(jì)算初級和次級峰值。和以前一樣我們保存電壓供以后計(jì)算使用，然后通過將一次峰值除以二次峰值來計(jì)算校準(zhǔn)值。之后，我們將該結(jié)果除以負(fù)載電阻值。

因?yàn)槲业?a target="_blank">電阻器已經(jīng)焊接到我使用的板上，所以我的計(jì)算結(jié)果為：0，078。在先前計(jì)算的負(fù)載電阻器計(jì)算的情況下，結(jié)果將為30，03。此值需要稍后重用。

現(xiàn)在是實(shí)際零件。忍受我，因?yàn)檫@聽起來有點(diǎn)復(fù)雜，實(shí)際上相當(dāng)容易。首先，我們需要定義采樣率，這是完成測量的次數(shù)。好的采樣率應(yīng)該是1480。所有樣本都將添加到樣本中，然后除以樣本數(shù)量。這將給我們一個(gè)平均值。

for （int i = 0; i 《 samples; i++） {

_sensorValue = analogRead（_sensorPin）; // Value of current sensor value， used for calculations.

_calculationOffset = （_calculationOffset + （_sensorValue - _calculationOffset） / 1024）; // Calculated offet value from sensor.

_calculationFiltered = _sensorValue - _calculationOffset; // Calculated filtered value from sensor.

_calculationSquare = _calculationFiltered * _calculationFiltered; // Square value from sensor.

_calculationSum += _calculationSquare; // Sumary of all values since last sample reset.

}

_sensorAmperage = _sensorCalibration * （_sensorVoltage / 10） * sqrt（_calculationSum / samples）; // Calculated amperage value from sensor.

_calculationSum = 0; // Reset summary so that new sample can be made.

這將給我們帶來穩(wěn)定的安培功耗。您可以手動(dòng)將此安培值轉(zhuǎn)換為瓦數(shù)值。一個(gè)簡單的方程式：

voltage * amps = wattage

當(dāng)然，此電壓是所連接設(shè)備的輸入電壓，通常為230v或110v。

步驟6：完成

從現(xiàn)在開始，您可以使用此值執(zhí)行任何操作。以我為例，我正在連接一個(gè)射頻發(fā)射器以發(fā)送“開”或“關(guān)”命令。

我可以理解，前面的代碼解釋有點(diǎn)短。為了讓您的生活更輕松，我制作了一個(gè)Arduino庫，制作了所有這些困難的方程式。您可以在我的GitHub上找到代碼，具有以下鏈接：

https://github.com/FricoRico/ArduinoEnergy

責(zé)任編輯：wv