Medidor de corriente, frecuencia de red y potencia no invasivo

En esta entrada veremos como medir la corriente la frecuencia y la potencia con un sensor de corriente no invasivo SCT-13-50, un amplificador dual LM358. La empresa poweruc a suministrado varios sensores para su revisi贸n puede visitarlos en www.poweruc.com

Lo m谩s interesante de este proyecto, es que la medici贸n de la corriente la podemos hacer sin tener que abrir el circuito, porque el sensor sct013-50 es muy similar a una pinza ampirom茅trica.


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Hay que tener en cuenta que s贸lo se debe pasar uno de los cables para hacer la medici贸n, porque si pasamos los dos conductores obtendremos una lectura err贸nea.

Circuito

El circuito es muy simple de montar,la vamos a armar con un arduino nano, tambi茅n podemos usar un arduino mega pero hay que hacer una leve modificaci贸n al c贸digo, por favor observar los comentarios en el c贸digo 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, la frecuencia de red y la potencia aparente. El LM358 es un amplificador operacional, cuya funci贸n es la rectificaci贸n de la onda alterna que genera el sensor sct-013-50, esta onda no es apta para el pin anal贸gico A0 del arduino, porque este pin soporta tensiones que van desde 0 a 5 voltios y la tensi贸n que puede entregar el sensor de corriente va de +/- 1 voltio.

El semi ciclo negativo puede da帽ar nuestro arduino, por lo que debemos eliminarlo, esto lo podr铆amos conseguir con diodos rectificadores pero los diodos de silicio provocan una ca铆da de tensi贸n de 0.7 voltios y los de germanio de 0.6 voltios, esto es demasiado para la se帽al que nos entrega el sensor de corriente sct0-013-50, as铆 que vamos a usar un amplificador operacional el LM358 en su configuraci贸n como seguidor de tensi贸n.

El LM358 es un amplificador operacional聽doble de prop贸sito general, no requiere fuente dual, de alta ganancia, bajo consumo de potencia, ancho de banda 0.7聽MHz.

Caracter铆sticas:

    • 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 alimentaci贸n: 3 V a 32 V fuente sencilla (卤1.5 V a 卤16 V fuente dual)
    • Bajo consumo de potencia
    • Ancho de banda t铆pico: 0.7聽MHz
    • Compensado en frecuencia internamente
    • Alta ganancia
    • Compatible con todas las formas de l贸gica

La otra configuraci贸n del segundo amplificador operacional est谩 seteado como un amplificador operacional no inversor.

Mirar el聽 siguiente circuito

Circuito completo

Vamos a necesitar un resistor de 4.7 Kohm y 1 Mohm, a la salida vamos a tener una onda amplificada y cuadrada apta para conectar a un microcontrolador a un pin digital.

La frecuencia de esta onda, estar谩 directamente relacionada con la frecuencia de red que se utilice en nuestro pa铆s, en este ejemplo ser谩 de 50 Hz, para lo zona donde vivo.

Vamos a poner un ejemplo tomado desde la experiencia y capturado con un osciloscopio.

La onda que genera el sensor de corriente, es una onda que va desde -1 voltios a 1 voltio, es una onda senoidal. El valor de voltaje entregado por el sensor, va a depender de la corriente consumida por el electrodom茅stico.

A mayor corriente consumida, mayor voltaje entregado por el sensor.

Una vez rectificada la onda, por el primer amplificador operacional (recordemos que el LM358 tiene dos), s贸lo vamos a ver el semiciclo positivo de la onda, la cual la hace apta para los pines anal贸gicos de cualquier microcontrolador.

 

PinOut LM358


En esta imagen podemos ver en la onda senoidal amarilla una se帽al alterna,聽 que no es apta para nuestro arduino, m谩s abajo en la onda verde vemos un una onda con rectificaci贸n de media onda.

Se observa que la frecuencia es casi de 5o Herz, la misma que la de la red el茅ctrica, que se usa es mi pa铆s, aprovecharemos esta frecuencia para obtener informaci贸n y enviarla al arduino para su representaci贸n un display oled.


Comparamos las dos ondas, y observamos que la parte amarilla es el semiciclo negativo que no vamos a usar.


Comparamos las dos ondas, a primera vista parece que ambas ondas tienen la misma amplitud, pero si miramos bien los datos del osciloscopio, veremos que la onda cuadrada tiene 3.7 voltios, mientras que la semi onda rectificada es de 132 mV.聽


Si vemos el mult铆metro la lectura es casi cero al igual que en el display oled, pero en el mismo podemos ver la intensidad consumida, la potencia y la frecuencia de red.


Para poder medir con el sensor la corriente s贸lo debemos pasar uno de los cables.


Ac谩 podemos ver el consumo de corriente tanto en el mult铆metro como en el display, es casi igual , aunque podemos mejorar la presi贸n modificando algunos par谩metros en el c贸digo fuente.


C贸digo Fuente


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2 comentarios en “Medidor de corriente, frecuencia de red y potencia no invasivo

  1. Hola, primero que todo tu proyecto es muy interesante, lo ajuste a los valores de mi pa铆s pero tengo un problema con los ajustes, los valores iniciales con el sensor sin sensar no dan cero y cuando le conecto el sensor tampoco varia ni marca frecuencia, yo utilice a diferencia un arduino uno r3, y un sct 013 100A/50mA, 60 Hz , 110 V, como hago para que sin sensar nada marque 0 , te lo agradeceria.

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