【arduino】電流監視ロガーの制作【DIY】

あけましておめでとうございます。今年も設備のマニアどっとこむをよろしくお願いいたします。
今年一発目の記事ですが、タイトルの通り電流監視ロガーを作ってみました。

データセンターのラックなどの電流を管理するのは非常に重要なことです。電源の異常を素早く察知し、顧客へ連絡することで被害を最小限にすることができます。

今回は電源ケーブルにCTを取り付け、arduino へとりこみマイクロSDカードへログを書き込んでみました。

まず準備するのはarduinoに加えてethenetシールドが必要になります。

これをガキーン！とくっつけます。

そしてマイクロSDカードをさします。

電流センサーは秋月電子通商で購入しました。
交流回路を直流にし、なおかつarduinoのアナログ入力である０～５Vにする必要があります。
CT比は３０００：１（実電流３Aで２次側１ｍA）です。抵抗１００Ωにて電圧回路にしています。特性表の電圧を１０倍してください。３Aで０．１Vとなります。

回路例は写真の通りです。念のため、可動鉄片型の電流計にてわかりやすいように比較できるようにしています。

arduinoの入力はA0ピンとグランドを使い、LEDは5、6、7ピンを使っています。
注意しなければならないのが、ethenetシールドを使用する場合11、12、13、4ピンをつかうと
うまく動きません、それ以外のピンを使うようにしてください。

回路図はこのような形になります。CTは秋月で整流器は下記となります

ソースコードはスケッチの例にデフォルトで入っているSDフォルダのなかのDateloggerを少しいじったものになります。

#include <SPI.h>

#include <SD.h>

// On the Ethernet Shield, CS is pin 4. Note that even if it's not

// used as the CS pin, the hardware CS pin (10 on most Arduino boards,

// 53 on the Mega) must be left as an output or the SD library

// functions will not work.

const int chipSelect = 4;

void setup()

{

// Open serial communications and wait for port to open:

Serial.begin(9600);

while (!Serial) {

; // wait for serial port to connect. Needed for Leonardo only

pinMode(5, OUTPUT);

pinMode(6, OUTPUT);

pinMode(7, OUTPUT);

}

Serial.print("Initializing SD card...");

// make sure that the default chip select pin is set to

// output, even if you don't use it:

// pinMode(10, OUTPUT);

// see if the card is present and can be initialized:

if (!SD.begin(chipSelect)) {

Serial.println("Card failed, or not present");

// don't do anything more:

return;

}

Serial.println("card initialized.");

}

void loop()

{

// make a string for assembling the data to log:

String dataString = "";

// read three sensors and append to the string:

for (int analogPin = 0; analogPin < 1; analogPin++) {

int sensor = analogRead(analogPin);

dataString += String(sensor* 0.146484);

if (analogPin < 1) {

dataString += "A";}

if (sensor > 68.266) {

digitalWrite(5, HIGH);

delay(500);

digitalWrite(5, LOW);

digitalWrite(6, HIGH);

delay(500);

digitalWrite(6, LOW);

digitalWrite(7, HIGH);

delay(500);

digitalWrite(7, LOW);

}

else {digitalWrite(5, LOW);

digitalWrite(6, LOW);

digitalWrite(7, LOW);}

}

// open the file. note that only one file can be open at a time,

// so you have to close this one before opening another.

File dataFile = SD.open("datalog.txt", FILE_WRITE);

// if the file is available, write to it:

if (dataFile) {

dataFile.println(dataString);

dataFile.close();

// print to the serial port too:

Serial.println(dataString);

}

// if the file isn't open, pop up an error:

else {

Serial.println("error opening datalog.txt");

}

arduinoの入力電圧は０～５Vを１０２４分割した入力になります。それを電流にするため、

入力電圧×３０００（CT比）÷１００（抵抗）×１０２４÷５
＝入力電圧×0.146484という定数をかけています。
これで実電流を表示する事ができます。センサー類を使う場合、この様な換算が必要になってきます。

警報が出るしきい値は１０A以上としていますが、こちらは逆に１０÷0.146484でセンサーの電圧にしています。

１０A以上電流が流れる機器としてドライヤーを使用しました。
ヒーターを使うとLEDが点滅し、送風だと１０A以下なのでスルーします。

aruduino　IDEのシリアルモニタに電流が出力されていますがすべてマイクロSDカードにログが保存されていきます。