Tutorial Arduino mengakses sensor arus

Penjelasan Singkat

Pada tutorial kali ini hanya akan dibahas untuk mengakses sensor Arus bolak-balik menggunakan module ACS712 menggunakan mikrokontroler Arduino Uno.

Module ACS712 merupakan module yang difungsikan untuk mensensing arus pada suatu rangkaian tegangan bolak balik dan searah.

Module ini mudah didapatkan di toko – toko elektronika maupun toko online seperti tokopedia, bukalapak dengan harga yang terjangkau.

Dijual dalam bentuk package PCB dan IC only, dan saya sarankan membelinya yang sudah package PCB sehingga tidak perlu repot-repot dalam hal pengkoneksiannya ke mikrokontroler.

Dipasaran banyak dijual sensor arus ini dalam bentuk modul, seperti gambar dibawah ini

Karakateristik ACS712

• Memiliki sinyal analog dengan low-noise atau ganguan rendah
• bandwidth 80 kHz
• untuk output memiliki error 1.5% pada Ta = 25 °C
• Range sensitivitas antara 66 – 185 mV/A
• Memiliki resistansi sebesar 1.2 mΩ
• Tegangan kerja pada 5.0 V
• Tegangan offset keluaran yang sangat stabil
• Hysterisis yang diakibatkan oleh medan magnet mendekati nol
• Perbandingan rasio keluaran sesuai tegangan sumber

Varian dari ic ACS712 antara lain

• ACS712ELCTR-05B-T jangkauan pengukuran = ±5 A, sensitivitas = 185 mV/A
• ACS712ELCTR-20A-T jangkauan pengukuran = ±20 A, sensitivitas = 100 mV/A
• ACS712ELCTR-30A-T jangkauan pengukuran = ±30 A, sensitivitas = 66 mv/A

---

Tutorial Mengakses sensor arus dengan arduino uno

Bahan yang perlu dipersiapkan antara lain :

• Arduino Uno
• Komputer + Software IDE Arduino
• Modul ACS712-5A
• Breadboard
• Kabel Jumper

[irp]

Modul ACS712-5A merupakan modul sensor yang sudah dipackage dengan PCB sehingga praktis dan mudah dalam penggunaannya. Berikut gambarnya :

Skema yang perlu dirangkaikan

Langkah – langkah dari mengakses sensor arus ini yang dimana sering mengalami ketidak stabilan output maka dilakukan beberapa langkah sebagai berikut :

1. Data dari modul sensor ini yaitu tegangan analog yan akan simpan pada variabel data misal “Voutput”
2. Setelah itu nilai variable Voutput – 2.50, dan kemudian disimpan pada variabel baru “Voa” dan wajib diabsolutkan.
3. Setelah itu di dapat Voa/0.185 (sesuai dengan datasheet sensor) dan kemudian disimpan pada var “Amp(A)”.
4. Nilai var Amp(A) diubah menjadi nilai (mA) dengan “Amp/1000” .(dikarenakan untuk keperluan data dalam pengkalibrasian)
5. Proses terakhir yaitu proses kalibrasi.

Sedangkan dalam proses kalibrasi memiliki algoritma sebagai berikut :

1. Jikakalau waktu lebih kecil dibanding dengan waktu setting dalam proses penjumlahan Nilai var Amp(mA) yang dilakukan secara berkala.
2. Jika di atas waktu tersetting, akan dilakukan pembagian nilai antara Jumlah total Amp(mA) yang telah di dapatkan di bagi dengan nilai waktu tersetting.
3. Sehingga didapatkan nilai rata-rata, di simpan pada var calibration

Nilai calibration ini di gunakan untuk mengurangi ketidak stabilan pada output sensor arus ACS712. Sehingga di dapatkan nilai Arus fix dengan mengurangi nilai Amp(mA)-calibration.

Contoh kode program yang sederhananya :

/* --- www.nyebarilmu.com --- */

const int pinADC = A0;
int sensitivitas = 185; //tegantung sensor arus yang digunakan, yang ini 5A
int nilaiadc= 00;
int teganganoffset = 2500; //nilai pembacaan offset saat tidak ada arus yang lewat
double tegangan = 00;
double nilaiarus = 00;

void setup(){
Serial.begin(9600); //baud komunikasi serial monitor 9600bps
Serial.print("*MODULE ARUS*"); //menuliskan "Hello World"
Serial.print("*nyebarilmu.com*"); //menuliskan "nyebarilmu.com"

delay(2000);
}

void data_olah(){
  nilaiadc = analogRead(pinADC);
  tegangan = (nilaiadc / 1024.0) * 5000;
  nilaiarus = ((tegangan - teganganoffset) / sensitivitas);
}

void loop(){
   data_olah();
  Serial.print("Nilai ADC yang terbaca = " );
  Serial.print(nilaiadc);

  Serial.print("\t tegangan (mV) = ");
  Serial.print(tegangan,3);

  Serial.print("\t Arus = ");
  Serial.println(nilaiarus,3);

  delay(1000);
}

Keterangan untuk nilai kenaikan tegangan output disesuaikan dengan tipe sensor yang digunakan, untuk 5A (185mV), 20A (100mV), dan 30A (66mV).

---

Pengembangan mengakses sensor arus penampil LCD 16×2

Bahan yang perlu dipersiapkan antara lain :

• Arduino Uno
• Komputer + Software IDE Arduino
• Modul ACS712-5A
• LCD 16×2 dan PCF8574
• Breadboard
• Kabel Jumper
• Rangkaian pendukung kestablian pembacaan (dioda 1n4148, dan capasito 100nF)

Rangkaian

Program dengan LCD 16×2

[lockercat]

/* --- www.nyebarilmu.com --- */

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_PCF8574.h>

LiquidCrystal_PCF8574 lcd(0x38);
// dapat dicek menggunakan i2c finder

const int pinADC = A0;
int sensitivitas = 185; //tegantung sensor arus yang digunakan, yang ini 5A
int nilaiadc= 00;
int teganganoffset = 2500; //nilai pembacaan offset saat tidak ada arus yang lewat
double tegangan = 00;
double nilaiarus = 00;

void setup(){
  Serial.begin(9600); //baud komunikasi serial monitor 9600bps
lcd.begin(16, 2); //prosedur pemanggilan LCD
lcd.setBacklight(255);

lcd.setCursor(00, 00); //set pada baris 1 dan kolom 1
lcd.print("*MODULE ARUS*"); //menuliskan "Hello World"
lcd.setCursor(00, 1); //set pada baris 2 dan kolom 1
lcd.print("*nyebarilmu.com*"); //menuliskan "nyebarilmu.com"

delay(2000);

lcd.clear(); //menghapus data sebelumnya
lcd.setCursor(00, 00);
lcd.print("Sistem dimulai");

delay(1000);
lcd.clear(); //menghapus data sebelumnya

}

void data_olah(){
  nilaiadc = analogRead(pinADC);
  tegangan = (nilaiadc / 1024.0) * 5000;
  nilaiarus = ((tegangan - teganganoffset) / sensitivitas);
}

void loop(){
   data_olah();
  Serial.print("Nilai ADC yang terbaca = " );
  Serial.print(nilaiadc);

  lcd.setCursor(00,00);
  lcd.print("ADC:   ");
  lcd.setCursor(4,00);
  lcd.print(nilaiadc);

  Serial.print("\t tegangan (mV) = ");
  Serial.print(tegangan,3);

  lcd.setCursor(8,00);
  lcd.print("mV:    ");
  lcd.setCursor(11,0);
  lcd.print(tegangan,1);

  Serial.print("\t Arus = ");
  Serial.println(nilaiarus,3);

  lcd.setCursor(00,1);
  lcd.print("Arus:   ");
  lcd.setCursor(5,1);
  lcd.print(nilaiarus,2);
  lcd.setCursor(9,1);
  lcd.print("A");
  delay(1000);
}

[/lockercat]

---

Tutorial ketiga pembacaan sensor ACS712 menggunakan library

Pada tutorial terakhir digunakan library yang didapat dari github buatan rkotev yang bisa dimanfaatkan untuk membaca nilai arus pada rangkaian AC maupun DC.

Module Sensor yang digunakan mendapat improvement dibagian output dengan penambahan operasional amplifier OPA344. itu merupakan produk keluaran dari spark fun yang bernama Low Current Sensor ACS712.

Spesifikasi module low current sensor acs712 :

• Output analog dengan bandwidth yang dapat disesuaikan hingga 80kHz
• Bandwidth pada ACS712 Low Current Sensor Breakout dengan filter telah diatur ke 34kHz untuk mengurangi kebisingan saat menggunakan pada keuntungan tinggi. Bandwidth 80KHz penuh yang mampu dipulihkan oleh sensor dapat dihapus dengan menghapus C1
• Mengukur arus DC dan AC dari sekitar 10mA hingga 5A
• Sensitivitas dapat disesuaikan dengan amplifier yang terpasang, dapatkan dari 4,27 hingga 47 V / V
• Versi tanpa op-amp memiliki sensitivitas basis 185mV / A
• Isolasi listrik penuh dari sirkuit yang diukur dan sensed circuits

Yang membedakan dengan module di tutorial pertama dan kedua yaitu terdapat operasional amplifier yang dapat diatur pada kedua potensiometer tersebut.

• Vref Potensiometer : mengatur output tegangan dasar. Dengan kata lain, itu mengatur tegangan yang terlihat di Vo ketika tidak ada arus yang mengalir melalui sensor (0 mA). Ini memungkinkan sensor untuk menghasilkan pembacaan arus negatif dan juga positif.
• Vref Gain : mengatur sensitivitas perangkat. Misalnya, jika penguatan diatur tinggi, maka arus yang lebih kecil akan menyebabkan output tegangan meningkat lebih banyak, memberikan tingkat sensitivitas yang lebih tinggi dan memungkinkan Anda merasakan arus yang lebih kecil.

Cara install libraries dari modul diatas dengan langkah – langkah berikut ini :

• Dow*load file libraries : [ddownload id=”4493″]
• Ekstrak file tersebut dan copy ke lokasi
  • PC & Laptop (Wіndоwѕ) : C:\Users\nyebarilmu\Documents\Arduino\libraries
  • Mас OSX : (hоmе dіrесtоrу)/Aррlісаtіоnѕ/Arduіnо (Shоw Pасkаgе Cоntеnt)/Cоntеntѕ/Jаvа/Lіbrаrіеѕ
  • Lіnux : (hоmе dіrесtоrу)/ѕkеtсhbооk/lіbrаrіеѕ
• Buka Arduino IDE dan cek libraries dengan cek examples
• 

Untuk skema rangkaian

Koding program untuk Watt-meter atau KWH meter tegangan 220AC

/* --- www.nyebarilmu.com --- */

#include "ACS712.h"
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_PCF8574.h>

LiquidCrystal_PCF8574 lcd(0x38);
// dapat dicek menggunakan i2c finder

ACS712 sensor(ACS712_30A, A0);
/* kode untuk penggunaan sensor acs712
 * 5A : ACS712_05B
 * 20A : ACS712_20A
 * 30A : ACS712_30A
 */

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.begin(9600); //baud komunikasi serial monitor 9600bps
  lcd.begin(16, 2); //prosedur pemanggilan LCD
  lcd.setBacklight(255);

  lcd.setCursor(00, 00); //set pada baris 1 dan kolom 1
  lcd.print("*MODULE ARUS*"); //menuliskan "Hello World"
  lcd.setCursor(00, 1); //set pada baris 2 dan kolom 1
  lcd.print("*nyebarilmu.com*"); //menuliskan "nyebarilmu.com"

  delay(2000);

  //Kalibrasi sensor dengan syarat tidak boleh ada beban terlebih dahulu
  Serial.println("Kalibrasi ... Pastikan tidak ada arus yang mengalir melalui sensor pada saat ini");
  lcd.clear(); //menghapus data sebelumnya
  lcd.setCursor(00, 00);
  lcd.print("Kalibrasi sensor");
  lcd.setCursor(00, 1);
  lcd.print("wajib:NO LOAD!!");
  sensor.calibrate();

  delay(1000);
  lcd.clear();
  Serial.println("Selesai!");
}

void loop() {
  // tegangan PLN diasumsikan stabil pada 220v
  float V = 220;

  // Untuk mengukur arus, kita perlu mengetahui frekuensi arus
  // Secara default 50Hz digunakan, tetapi Anda dapat menentukan frekuensi yang diinginkan
  // sebagai argumen pertama ke metode getCurrentAC (), jika perlu
  float I = sensor.getCurrentAC();


// Untuk menghitung daya, kita perlu tegangan dikalikan dengan arus
 float P = V * I;

  Serial.println(String("I = ") + I + " A");
  Serial.println(String("P = ") + P + " Watts");

  lcd.setCursor(00,00);
  lcd.print("Arus:");
  lcd.setCursor(5,00);
  lcd.print(String("I = ") + I + " A");

  lcd.setCursor(00,1);
  lcd.print("Watt:");
  lcd.setCursor(5,00);
  lcd.print(String("P = ") + P + " Watts");

  delay(1000);
}