При работе с электрооборудованием и электрическими сетями часто возникает необходимость в измерении силы тока и нередко бывают ситуации, когда нет возможности провести измерения контактным способом. Существуют два основных метода бесконтактного измерения тока, первый — преобразование тока, протекающего в проводнике, с помощью датчика Холла, названного в честь первооткрывателя эффекта возникновения поперечного электрического поля в полупроводнике или проводнике, помещенном в магнитное поле, и второй — с использованием трансформатора тока. Основа такого датчика — трансформатор, по первичной обмотке которого протекает ток нагрузки, а во вторичной — наводится напряжение, пропорциональное этому току. Основной параметр трансформатора — коэффициент трансформации тока, который показывает, во сколько раз ток во вторичной обмотке меньше, чем в первичной.
Целью исследования является получение численных значений тока бесконтактным методом с помощью микроконтроллера и датчика тока по беспроводному каналу связи.
Существует целый класс устройств под названием токоизмерительные клещи, которые позволяют измерить значение тока без разрыва цепи и без электрического контакта с ней [1]. Большинство из них достаточно дорогие и малофункциональные, заведомо уступают по цене и по гибкости настройки связки, скажем, датчику тока, микроконтроллеру и беспроводному модулю. В качестве датчика можно взять недорогой TA12–100, в качестве головного устройства, например, Arduino Uno, а для передачи полученных данных по беспроводной сети будем использовать модуль HC-06.
Принцип работы датчика TA12–100 заключается в следующем. Модуль измеряет напряжение, падающее на транзисторе в 200 Ом, который находится на выходе трансформатора. Датчик TA12–100 преобразует напряжение на резисторе в аналоговый сигнал, применяя закон Ома. Коэффициент трансформатора составляет 1000:1 и, чтобы получить значение тока, следует полученные данные умножить на 1000. Данный датчик используется только для измерения переменного тока и является аналоговым. Для подключения к плате потребуется два провода — один провод подключается к заземлению, а второй — к аналоговому входу. Провод, где необходимо измерить силу тока, должен проходить через катушку модуля (рис. 1).