Medidor de corriente no invasivo IoT, Sensor SCT-013-030(video colaborativo)

Hola amigos, este es video colaborativo entre varios canales de youtube de electrónica, la temática propuesta es el desarrollo de herramientas de laboratorio e instrumentos de medición, particularmente he creado un dispositivo que permite medir la corriente y potencia consumida por cualquier artefacto eléctrico que tengamos en nuestra hogar, oficina e industria.

Lo interesante de este dispositivo es que la medición de la corriente la podemos hacer sin tener que abrir el circuito, porque el sensor sct013-30 es muy similar a una pinza ampirométrica.

Hay que tener en cuenta que sólo se debe pasar uno de los cables para hacer la medición, porque si pasamos los dos conductores obtendremos una lectura errónea.

Circuito

El circuito es muy simple de montar, debemos montar el escudo ethernet arriba de un arduino uno, también podemos usar un arduino mega pero hay que hacer una leve modificación al código, por favor observar los comentarios en el código fuente, para ver que lineas se deben comentar y des comentar.

Vamos ha usar el display sh1106 para visualizar en todo momento la corriente consumida y la potencia. El LM358 es un amplificador operacional, cuya función es la rectificación de la onda alterna que genera el sensor sct-013-30, esta onda no es apta para el pin analógico A0 del arduino, porque este pin soporta tensiones que van desde 0 a 5 voltios y la tensión que puede entregar el sensor de corriente va de +/- 1 voltio.

El semi ciclo negativo puede dañar nuestro arduino, por lo que debemos eliminarlo, esto lo podríamos conseguir con diodos rectificadores pero los diodos de silicio provocan una caída de tensión de 0.7 voltios y los de germanio de 0.6 voltios, esto es demasiado para la señal que nos entrega el sensor de corriente sct0-013-30, así que vamos a usar un amplificador operacional el LM358 en su configuración como seguidor de tensión.

Cuya cofiguración es la siguiente

Y diagrama eléctrico es muy simple

Colocaremos una de  las puntas del osciloscopio en el pin 3 del LM358 y veremos una onda alterna que entrega el sensor de corriente, la otra punta va ir al pin 1 y 2 del amplificador operacional, ya podemos apreciar que se ha rectificado y sólo pasa el semi ciclo positivo, pero hay una parte de la onda que se pierde, esto no es problema porque el arduino mediante un calculo(teniendo en cuenta que la onda es simétrica) compensará esta falta de información, para lograr obtener los valores correctos de la corriente consumida por el artefacto a medir.

Como podemos observar en el circuito, el mismo arduino provee de alimentación de 5 voltios al amplificador operacional y al display oled.

Código fuente

El código está comentado en la mayoría de sus lineas, por favor leer detenidamente, para una fácil comprensión del mismo.

Recuerden que tienen que crear un canal en el cloud de www.thingspeak.com  donde obtendrán datos del Id del canal y la Api de escritura con estos datos ya pueden ir al código fuente y cambiar esos datos.

Materiales

Arduino uno

Podemos usar el arduino uno o el arduino mega, pero observen el código fuente poque hay que hacer una leve modificación, al mismo según el arduino a usar. Nuestro arduino es el cerebro de todo el proyecto es quien se encargará de tomar lecturas del sensor y procesar estas señales para poder verlas en el display, el terminal serial, el control del escudo ethernet, y proveerá de la alimentación a todo el circuito.

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Escudo ethernet

Nuestro escudo ethernet será necesario, para subir datos a thingspeak.com y también para mostrar datos en nuestra red local, sólo debemos abrir algún navegador web y escribir la ip que allá asignado nuestro router, eso lo podemos ver en el terminal serial. Una de las mejoras que se hará a futuro es agregar esta información en el display.

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Sensor SCT013-30

Este sensor nos permite realizar medidas en un rango de hasta 30A. Este modelo tiene una resistencia de carga interna( a diferencia del sct-013-100 que debemos agregarle un resistor de 20 ohm), entregándonos una salida de voltaje de +/-1 voltio. La relación es de 30A–>+/-1V

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Transformador de corriente de núcleo dividido

SCT013

Especificaciones

SCT013-030V

Display Oled sh1106

Se trata de un módulo de pantalla OLED monocromática DE 128×64 puntos con interface I2C .Que presenta varias ventajas en comparación con pantallas LCD, y podemos destacar su alto brillo, un muy buen contraste, un ángulo de visión más amplio, y bajo consumo de energía. ES compatible con Arduino Rasberry Pi y micro controladores PIC entre otros. Trabaja con niveles lógicos de 3.3V a 5V tiene un angulo de visión mayor a los 160 grados. el Tamaño de la pantalla es de 1,3 pulgadas. Se alimenta con un voltaje de 3.3V a 5V Se lo puede usar en aplicaciones como relojes inteligentes, MP3, termómetros, instrumentos, y proyectos varios, etc.

 

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Librería

U8glib


Características

Interface: I2C(3.3V / 5V logic level)

Resolution: 128 x 64

Angle of view: >160 degree

Display color: Blue

Display size: 1.3 inch

Driver IC: SH1106

Power supply: DC 3.3V~5V

Operating temperature: -20~70’C

Application: smart watch, MP3, thermometer, instruments, DIY projects, etc.

 

Amplificador operacional LM358

Características:

    • No. de amplificadores operacionales: 2
    • No requiere fuente dual (Sin embargo con fuente sencilla no es posible que la salida obtenga voltajes negativos)
    • Voltaje de alimentación: 3 V a 32 V fuente sencilla (±1.5 V a ±16 V fuente dual)
    • Bajo consumo de potencia
    • Ancho de banda típico: 0.7 MHz
    • Compensado en frecuencia internamente
    • Alta ganancia
    • Compatible con todas las formas de lógica
    • Encapsulado: DIP 8 pines

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Hoja de datos

LM158-LM258-LM358_ST

LM158-LM158A-LM258-LM258A-LM358-LM358A-LM2904-LM2904V_TI

LM258-LM358-LM358A-LM2904-LM2904A-LM2904V-NCV2904-NCV2904V_ON

PinOut Lm358

Resultado de imagen para lm358

Ficha jack hembra

Debemos conectar el sensor al circuito, lo haremos a travéz de esta ficha jack hembra de 3/5

Cables dupont

Para la inter conexión de todo el circuito, se puede cambiar por cable telefónico que es más económico

Protoboard

Power Bank

Es opcional se puede alimentar directamente de una pc(el circuito está totalmente aislado) o fuente externa

Cable Usb

Este cable cumple dos funciones una es la programación del arduino y la otra la alimentación del mismo

Cable de red

Sólo si necesitamos que nuestro proyecto se conecte a Internet o red de area local

El circuito trabaja muy bien, quizá debamos hacer algunos ajustes mínimos en el código fuente, como se explica en el video más arriba. Recomiendo probar distintas marcar de amplificadores operacionales, no con todos tuve los mejores resultados, todas formas es un circuito integrado muy económico, si está dentro de las posibilidades, comprar más de uno de distintas marcas e ir probando.

Lista completa con todos los proyectos presentadas por otros youtubers


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2 comentarios en “Medidor de corriente no invasivo IoT, Sensor SCT-013-030(video colaborativo)

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