Mesure précise du courant alternatif avec le capteur ACS712 sur Arduino

Composants et fournitures

Composant	Quantité
Arduino UNO	1
Écran OLED I²C 128x32	1
Capteur ACS712 30A	1
Écran LCD 16x2 I²C	1

À propos de ce projet

⚠ ATTENTION : Manipulation du secteur – Danger de mort. Prenez toutes les précautions nécessaires.

Ce tutoriel montre comment mesurer le courant alternatif (AC) avec le capteur à effet Hall ACS712 (version 30A) et un Arduino Uno. Nous verrons comment obtenir la valeur efficace réelle (TRMS – True RMS) pour tout type de signal, pas seulement sinusoïdal.

Le capteur utilise l'effet Hall : production d'une tension proportionnelle au courant traversé, isolée galvaniquement du circuit de mesure.

Tests réalisés sur ampoule à incandescence 75W avec variateur de lumière (triac), en série avec un multimètre de référence et le module ACS712.

Plan du tutoriel

1. Interface du module avec Arduino – visualisation du signal (cycle complet, demi-cycle).
2. Code simple pour signaux sinusoïdaux uniquement (méthode crête-à-crête).
3. Code TRMS universel (bibliothèque Filters) avec affichage LCD/OLED.

Choix du capteur ACS712

Versions : 5A, 20A, 30A. Évitez le 30A pour usage domestique : sensibilité trop faible, grandes fluctuations à bas courant. Un 5A ou 10A est préférable. La calibration (pente/intercept) dépend de la version – expliquée dans le code.

Test 1 : Visualisation du signal brut

Câblage (Test 1, 2, 3 identiques)

• VCC ACS712 → 5V Arduino
• GND → GND
• OUT → A0
• Circuit secteur : phase → charge (ampoule) → borne IP+ du ACS712 ; borne IP- → neutre

Code 1 : Lecture brute (Serial Plotter)

#define Current_sensor A0
float i;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(Current_sensor, INPUT);
}
void loop() {
  i = analogRead(Current_sensor);
  Serial.println(i);
  delay(100); // Ajuster pour forme d'onde correcte
}

Résultat : sinusoïde visible. Avec variateur (triac), forme d'onde tronquée caractéristique.

Test 2 : Méthode crête-à-crête (sinusoïde seulement)

Code 2 : Calcul RMS par crête-à-crête

#define SAMPLES 300
#define ACS_Pin A0
float High_peak, Low_peak, Amps_Peak_Peak, Amps_RMS;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(ACS_Pin, INPUT);
}

void loop() {
  read_Amps();
  Amps_RMS = Amps_Peak_Peak * 0.3536 * 0.06; // 0.06 = facteur calibration
  Serial.print(Amps_RMS); Serial.print("\t"); Serial.println(Amps_Peak_Peak);
  delay(200);
}

void read_Amps() {
  int cnt; High_peak = 0; Low_peak = 1024;
  for (cnt = 0; cnt < SAMPLES; cnt++) {
    float ACS_Value = analogRead(ACS_Pin);
    if (ACS_Value > High_peak) High_peak = ACS_Value;
    if (ACS_Value < Low_peak) Low_peak = ACS_Value;
  }
  Amps_Peak_Peak = High_peak - Low_peak;
}

Fonctionne pour sinusoïde pure (variateur au max). Échoue avec variateur bas : multimètre 0,21A vs code 0,36A. La méthode crête-à-crête ne convient qu'aux signaux sinusoïdaux.

Test 3 : Vrai TRMS pour tout signal (Bibliothèque Filters)

Bibliothèque requise

Filters.h – téléchargeable via le lien du tutoriel. Utilise des méthodes statistiques (fenêtre glissante, sigma).

Code 3 : TRMS sur moniteur série

#include 
#define ACS_Pin A0
float testFrequency = 50;
float windowLength = 40.0 / testFrequency;
float intercept = 0;      // À calibrer
float slope = 0.0752;     // À calibrer
float Amps_TRMS, ACS_Value;
unsigned long printPeriod = 1000, previousMillis = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(ACS_Pin, INPUT);
}

void loop() {
  RunningStatistics inputStats;
  inputStats.setWindowSecs(windowLength);
  while (true) {
    ACS_Value = analogRead(ACS_Pin);
    inputStats.input(ACS_Value);
    if (millis() - previousMillis >= printPeriod) {
      previousMillis = millis();
      Amps_TRMS = intercept + slope * inputStats.sigma();
      Serial.print("\t Amps: "); Serial.println(Amps_TRMS);
    }
  }
}

Calibration (intercept & slope)

1. Affichez inputStats.sigma() à courant nul → ajustez intercept pour lire 0.
2. Appliquez un courant connu (ex: ampoule 75W / 230V ≈ 0,326A). Calculez slope = courant_réel / valeur_mesurée.

Résultats : correspondance quasi parfaite avec le multimètre, même avec variateur (signal non-linéaire).

Test 4 : Affichage sur LCD I²C ou OLED

Même code TRMS, affichage sur écran.

Code LCD I²C

#include 
#include 
#define ACS_Pin A0
#define I2C_ADDR 0x27
// ... même logique TRMS ...
lcd.setCursor(2,0); lcd.print(Amps_TRMS); lcd.print(" A");

Code OLED 128x32 (Adafruit SSD1306)

#include 
#include 
#include 
// ... même logique TRMS ...
display.setCursor(15,10); display.print(Amps_TRMS); display.println(" A");

L'OLED a été cassé pendant le tournage – seul le test LCD est présenté. Fonctionne identiquement.

Schématiques

• Câblage commun (Tests 1-3)
• Câblage LCD I²C
• Câblage OLED 128x32