🔋 Проект: измеритель тока нагрузки на ACS712 и LCD1602

ACS712 измеряет ток по эффекту Холла с гальванической развязкой от силовой цепи — безопасно показывает, сколько ампер сейчас потребляет подключённая нагрузка, прямо на LCD1602.

Как это работает

ACS712 измеряет ток не напрямую, а косвенно — по магнитному полю, которое создаёт протекающий ток (эффект Холла). Это ключевое отличие от простого шунтирующего резистора: провод с измеряемым током физически проходит через клеммы датчика, но электрически никак не связан с частью схемы, которая читает результат — это и называется гальванической развязкой, она защищает Arduino от случайного замыкания с силовой цепью.

На выходе датчик отдаёт аналоговое напряжение, которое линейно меняется относительно тока: при нулевом токе это примерно середина напряжения питания (2.5В при питании 5В), а при токе в одну или другую сторону напряжение растёт или падает пропорционально. Коэффициент этой пропорции (`sensitivity`, в вольтах на ампер) зависит от конкретной версии модуля и обязательно указан на самой плате.

Пошаговая сборка

Так как реализации данного модуля бывают разные, если у вас на плате нет тех контактов, которые указаны ниже — сориентируйтесь по названиям контактов на своей плате.

Подключите сигнальные контакты ACS712: OUT → A0, VCC → 5V, GND → GND.
Измеряемую нагрузку подключите ЧЕРЕЗ клеммы датчика (обычно подписаны IP+ и IP-) — то есть провод от источника питания к нагрузке должен физически проходить через эти клеммы, а не просто подключаться рядом.
Подключите LCD1602 с I2C-переходником: SDA → A4, SCL → A5.
Определите версию своего модуля (05A/20A/30A — указано на плате) и выставьте соответствующее значение `sensitivity` в коде перед прошивкой.
Перед измерением реальной нагрузки проверьте нулевую точку: при полностью отключённой нагрузке показания должны быть близки к 0А, если нет — потребуется калибровка смещения.

Скетч

// ВНИМАНИЕ: рекомендую отладить код через монитор порта, так как я языковая
// модель, а не специализированный кодер, и могу что-то упустить. Основу
// и идею я накидал, но проверьте под свою схему.

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

const int sensorPin = A0;
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
const float sensitivity = 0.066; // В/А для версии ACS712-30A — смените под свою версию модуля

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  lcd.init();
  lcd.backlight();
}

void loop() {
  int raw = analogRead(sensorPin);
  float voltage = (raw / 1023.0) * 5.0;
  float current = (voltage - 2.5) / sensitivity; // 2.5В — нулевая точка датчика при питании 5В

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Current: ");
  lcd.print(current);
  lcd.print(" A   ");

  Serial.print("Напряжение датчика: ");
  Serial.print(voltage);
  Serial.print(" В, ток: ");
  Serial.print(current);
  Serial.println(" А");

  delay(500);
}

Значение `sensitivity` зависит от версии модуля — 0.185 для ACS712-05A, 0.100 для ACS712-20A, 0.066 для ACS712-30A, указано на самой плате.

Частые проблемы

Показывает ток даже при полностью отключённой нагрузке — нулевая точка датчика немного смещена от идеальных 2.5В у реальных экземпляров; замерьте фактическое напряжение при нуле тока и используйте его вместо 2.5 в формуле.
Показания скачут и дрожат — добавьте усреднение нескольких измерений подряд (например, среднее из 10 последовательных `analogRead()`) перед выводом на экран.
Ток показывает отрицательное значение — это нормально, если направление тока в проводе противоположно ожидаемому; можно взять `abs(current)` для постоянного отображения положительного числа, либо развернуть провод в клеммах датчика.
Нагрузка не включается/перегорает — убедитесь, что провод с нагрузкой действительно пропущен ЧЕРЕЗ клеммы датчика, а не просто подключён рядом с ним.
Используется не та версия sensitivity — показания будут пропорционально неверными; версия указана прямо на плате модуля (05A/20A/30A), проверьте перед калибровкой.

Как улучшить проект

Добавить усреднение нескольких измерений для более стабильных показаний без дрожания цифр.
Вычислять и выводить мощность (Р = U×I), если известно напряжение сети.
Добавить порог максимального тока и реле отключения — автоматическая защита от перегрузки.