ACS712電流センサー:仕組みと主要アプリケーション
ACS712電流センサーとは
ACS712は、ホール効果を利用した完全一体型のリニア電流センサーICで、交流・直流の両方を絶縁測定できます。2.1 kV RMSの絶縁耐圧とシンプルな5 V電源で動作するため、安全性が重視される産業用アプリケーションに最適です。
5 A、20 A、30 Aの3種類があり、検知電流に比例したキャリブレーション済みアナログ電圧を出力します。この出力はマイコンのADCで直接読み取れたり、アナログ制御ループに使用できたりします。
動作原理
センサーはホール効果の原理で動作します。IC内部の銅導電パスに電流が流れると磁界が発生し、その直下に配置されたホールセンサーが磁界を検知して電流に比例した電圧に変換します。
間接測定方式を採用しており、シャント抵抗が不要なため電力損失と熱ドリフトを排除。磁界をセンサー近傍で測定するため、高精度と極めて低いヒステリシスを実現しています。
主なピン配置
- ピン 1~4:電流導電パス(他の回路から絶縁)
- ピン 5:信号グランド
- ピン 6:FILTER-外部コンデンサを接続して帯域幅を設定可能
- ピン 7:アナログ出力(電流に比例した電圧)
- ピン 8:電源入力(5 V)
ACS712のアプリケーション
絶縁性、低コスト、容易な統合が評価され、幅広い用途で採用されています:
- モーター制御回路-トルク制御のためのリアルタイム電流監視
- スイッチング電源-負荷電流の検知と過電流保護
- 車載電子機器-バッテリーおよびオルタネーター電流の監視
- 家電製品-高電圧デバイス(例:230 V AC負荷)の安全動作確保
- エネルギー管理システム-消費電力追跡のための正確な電流データをマイコンに供給
- ADCフロントエンドのピーク検出と整流段
- 耐障害回路-センサー出力を用いた過電流状態のラッチ
出力電圧が電流に対してリニアであるため、Arduino、STM32、ESP32などADCを備えたあらゆるMCUと直接インターフェース可能。5 A版では典型的に185 mV/Aのキャリブレーション曲線を用いて、最小限の処理で電圧を電流値に変換できます。
典型的なユースケース:230 V AC負荷の監視
ACS712を負荷と直列に接続します。センサーの絶縁された導電パスが実際のライン電流を測定し、MCUを商用電源電圧から保護。アナログ出力をMCUのADCに入力し、瞬時値と実効値を計算して表示や制御に利用します。
センサー