{"id":3478,"date":"2018-08-07T12:55:56","date_gmt":"2018-08-07T12:55:56","guid":{"rendered":"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/?p=3478"},"modified":"2018-08-10T14:46:04","modified_gmt":"2018-08-10T14:46:04","slug":"medidor-de-corriente-frecuencia-y-potencia-aparente-de-red-no-invasivo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/2018\/08\/medidor-de-corriente-frecuencia-y-potencia-aparente-de-red-no-invasivo\/","title":{"rendered":"Medidor de corriente, frecuencia de red y potencia no invasivo"},"content":{"rendered":"

<\/iframe><\/p>\n<p>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\u00f3n puede visitarlos en <a href=\"http:\/\/www.poweruc.com\">www.poweruc.com<\/a><\/p>\n<p>Lo m\u00e1s interesante de este proyecto, es que la medici\u00f3n de la corriente la podemos hacer sin tener que abrir el circuito, porque el sensor sct013-50 es muy similar a una pinza ampirom\u00e9trica.<\/p>\n<hr \/>\n<p>Tal vez pueda interesarte proyectos en arduino, pic, rob\u00f3tica, telecomunicaciones, suscribete en\u00a0<a href=\"http:\/\/www.youtube.com\/user\/carlosvolt?sub_confirmation=1\">http:\/\/www.youtube.com\/user\/carlosvolt?sub_confirmation=1<\/a>\u00a0muchos videos con c\u00f3digo fuentes completos y diagramas<\/p>\n<hr \/>\n<p>Hay que tener en cuenta que s\u00f3lo se debe pasar uno de los cables para hacer la medici\u00f3n, porque si pasamos los dos conductores obtendremos una lectura err\u00f3nea.<\/p>\n<p>Circuito<\/p>\n<p>El circuito es muy simple de montar,la vamos a armar con un arduino nano, tambi\u00e9n podemos usar un arduino mega pero hay que hacer una leve modificaci\u00f3n al c\u00f3digo, por favor observar los comentarios en el c\u00f3digo fuente, para ver que lineas se deben comentar y des comentar.<\/p>\n<p>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\u00f3n es la rectificaci\u00f3n de la onda alterna que genera el sensor sct-013-50, esta onda no es apta para el pin anal\u00f3gico A0 del arduino, porque este pin soporta tensiones que van desde 0 a 5 voltios y la tensi\u00f3n que puede entregar el sensor de corriente va de +\/- 1 voltio.<\/p>\n<p>El semi ciclo negativo puede da\u00f1ar nuestro arduino, por lo que debemos eliminarlo, esto lo podr\u00edamos conseguir con diodos rectificadores pero los diodos de silicio provocan una ca\u00edda de tensi\u00f3n de 0.7 voltios y los de germanio de 0.6 voltios, esto es demasiado para la se\u00f1al que nos entrega el sensor de corriente sct0-013-50, as\u00ed que vamos a usar un amplificador operacional el LM358 en su configuraci\u00f3n como seguidor de tensi\u00f3n.<\/p>\n<p>El LM358 es un amplificador operacional\u00a0doble de prop\u00f3sito general, no requiere fuente dual, de alta ganancia, bajo consumo de potencia, ancho de banda 0.7\u00a0MHz.<\/p>\n<p><strong>Caracter\u00edsticas:<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ul>\n<li>No. de amplificadores operacionales: 2<\/li>\n<li>No requiere fuente dual (Sin embargo con fuente sencilla no es posible que la salida obtenga voltajes negativos)<\/li>\n<li>Voltaje de alimentaci\u00f3n: 3 V a 32 V fuente sencilla (\u00b11.5 V a \u00b116 V fuente dual)<\/li>\n<li>Bajo consumo de potencia<\/li>\n<li>Ancho de banda t\u00edpico: 0.7\u00a0MHz<\/li>\n<li>Compensado en frecuencia internamente<\/li>\n<li>Alta ganancia<\/li>\n<li>Compatible con todas las formas de l\u00f3gica<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>La otra configuraci\u00f3n del segundo amplificador operacional est\u00e1 seteado como un amplificador operacional no inversor.<\/p>\n<p>Mirar el\u00a0 siguiente circuito<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/lm358_doble.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignnone size-medium wp-image-3508\" src=\"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/lm358_doble-300x268.png\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"268\" srcset=\"https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/lm358_doble-300x268.png 300w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/lm358_doble.png 381w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Circuito completo<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/sensorcorriente-y-frecuencia-de-red.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignnone size-large wp-image-3536\" src=\"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/sensorcorriente-y-frecuencia-de-red.png\" alt=\"\" width=\"1\" height=\"1\" \/><\/a><a href=\"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/sensorcorriente-y-frecuencia-de-red-1.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignnone size-large wp-image-3543\" src=\"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/sensorcorriente-y-frecuencia-de-red-1-1024x712.png\" alt=\"\" width=\"1024\" height=\"712\" srcset=\"https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/sensorcorriente-y-frecuencia-de-red-1-1024x712.png 1024w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/sensorcorriente-y-frecuencia-de-red-1-300x209.png 300w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/sensorcorriente-y-frecuencia-de-red-1-768x534.png 768w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/sensorcorriente-y-frecuencia-de-red-1-600x417.png 600w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/sensorcorriente-y-frecuencia-de-red-1-820x570.png 820w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/sensorcorriente-y-frecuencia-de-red-1-1320x918.png 1320w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/a><\/p>\n<p>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.<\/p>\n<p>La frecuencia de esta onda, estar\u00e1 directamente relacionada con la frecuencia de red que se utilice en nuestro pa\u00eds, en este ejemplo ser\u00e1 de 50 Hz, para lo zona donde vivo.<\/p>\n<p>Vamos a poner un ejemplo tomado desde la experiencia y capturado con un osciloscopio.<\/p>\n<p>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\u00e9stico.<\/p>\n<p>A mayor corriente consumida, mayor voltaje entregado por el sensor.<\/p>\n<p>Una vez rectificada la onda, por el primer amplificador operacional (recordemos que el LM358 tiene dos), s\u00f3lo vamos a ver el semiciclo positivo de la onda, la cual la hace apta para los pines anal\u00f3gicos de cualquier microcontrolador.<\/p>\n<p> <\/p>\n<p>PinOut LM358<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/lm358.gif\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignnone size-full wp-image-3509\" src=\"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/lm358.gif\" alt=\"\" width=\"239\" height=\"146\" \/><\/a><\/p>\n<hr \/>\n<p>En esta imagen podemos ver en la onda senoidal amarilla una se\u00f1al alterna,\u00a0 que no es apta para nuestro arduino, m\u00e1s abajo en la onda verde vemos un una onda con rectificaci\u00f3n de media onda.<\/p>\n<p>Se observa que la frecuencia es casi de 5o Herz, la misma que la de la red el\u00e9ctrica, que se usa es mi pa\u00eds, aprovecharemos esta frecuencia para obtener informaci\u00f3n y enviarla al arduino para su representaci\u00f3n un display oled.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen1.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignnone size-large wp-image-3544\" src=\"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen1-1024x576.png\" alt=\"\" width=\"1024\" height=\"576\" srcset=\"https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen1-1024x576.png 1024w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen1-300x169.png 300w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen1-768x432.png 768w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen1-600x338.png 600w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen1-820x461.png 820w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen1-1320x743.png 1320w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen1.png 1920w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/a><\/p>\n<hr \/>\n<p>Comparamos las dos ondas, y observamos que la parte amarilla es el semiciclo negativo que no vamos a usar.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen2.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignnone size-large wp-image-3545\" src=\"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen2-1024x576.png\" alt=\"\" width=\"1024\" height=\"576\" srcset=\"https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen2-1024x576.png 1024w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen2-300x169.png 300w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen2-768x432.png 768w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen2-600x338.png 600w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen2-820x461.png 820w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen2-1320x743.png 1320w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen2.png 1920w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/a><\/p>\n<hr \/>\n<p>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.\u00a0<a href=\"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen4.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignnone size-large wp-image-3547\" src=\"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen4-1024x576.png\" alt=\"\" width=\"1024\" height=\"576\" srcset=\"https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen4-1024x576.png 1024w, 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src=\"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen5-1024x576.png\" alt=\"\" width=\"1024\" height=\"576\" srcset=\"https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen5-1024x576.png 1024w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen5-300x169.png 300w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen5-768x432.png 768w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen5-600x338.png 600w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen5-820x461.png 820w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen5-1320x743.png 1320w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen5.png 1920w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/a><\/p>\n<hr \/>\n<p>Para poder medir con el sensor la corriente s\u00f3lo debemos pasar uno de los cables.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen6.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignnone size-large wp-image-3549\" src=\"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen6-1024x576.png\" alt=\"\" width=\"1024\" height=\"576\" srcset=\"https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen6-1024x576.png 1024w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen6-300x169.png 300w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen6-768x432.png 768w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen6-600x338.png 600w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen6-820x461.png 820w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen6-1320x743.png 1320w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen6.png 1920w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/a><\/p>\n<hr \/>\n<p>Ac\u00e1 podemos ver el consumo de corriente tanto en el mult\u00edmetro como en el display, es casi igual , aunque podemos mejorar la presi\u00f3n modificando algunos par\u00e1metros en el c\u00f3digo fuente.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen7.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignnone size-large wp-image-3550\" src=\"http:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen7-1024x576.png\" alt=\"\" width=\"1024\" height=\"576\" srcset=\"https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen7-1024x576.png 1024w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen7-300x169.png 300w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen7-768x432.png 768w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen7-600x338.png 600w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen7-820x461.png 820w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen7-1320x743.png 1320w, https:\/\/rogerbit.com\/wprb\/wp-content\/uploads\/2018\/08\/Imagen7.png 1920w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/a><\/p>\n<hr \/>\n<p>C\u00f3digo Fuente<\/p>\n<pre class=\"lang:default decode:true\">#include \"U8glib.h\"\/\/Librer\u00eda para el control del display oled\r\n#include <FreqCount.h>\/\/Librer\u00eda para medir la frecuencia de una se\u00f1al\r\nU8GLIB_SH1106_128X64 u8g(U8G_I2C_OPT_NONE);\/\/ I2C \/ TWI \/\/ Se habilita esta linea seg\u00fan el display a usar en este caso el driver SH1106 \r\n unsigned long contador=0;\r\n float intencidad;\r\n float sensor;\r\n float potencia;\r\nvoid setup() {\r\n Serial.begin(9600);\/\/velocidad de seteo del puerto serial\r\n analogReference(INTERNAL);\/\/Configura la tensi\u00f3n de referencia utilizada para la entrada anal\u00f3gica 1.1 voltios\r\n \/\/analogReference(INTERNAL1V1); \/\/si usamos Arduino Mega\r\n FreqCount.begin(1000);\r\n}\r\nvoid loop() {\r\n float ondac=0;\r\n long retardo=millis();\r\n int s=0;\r\nwhile(millis()-retardo<1000)\/\/Duraci\u00f3n de un segundo\r\n { \r\n\/\/-------Ecuaciones para el calculo de la intencidad y potencia \r\n sensor = analogRead(A0) * (1.1 \/ 1023.0);\/\/voltaje del sensor(se puede cambiar el valor para lograr mayor presisci\u00f3n)\r\n intencidad=sensor*50; \/\/(50A\/1V)\r\n ondac=ondac+sq(intencidad);\/\/Sumatoria de Cuadrados\/ sq-->cuadrado de un n\u00famero\r\n s=s+1;\r\n delay(1);\r\n }\r\n ondac=ondac*2;\/\/Para compensar los cuadrados de los semiciclos negativos.\r\n intencidad=sqrt((ondac)\/s); \/\/ecuaci\u00f3n del RMS sqrt-->raiz cuadrada\r\n potencia=intencidad*220.0; \/\/ P=IV (Watts) cualculo de la potencia\r\n Serial.print(\"Corriente: \");\r\n Serial.print(intencidad,4);\r\n Serial.print(\" Amperes, Potencia: \");\r\n Serial.print(potencia,4); \r\n Serial.println(\" Watts\");\r\n contador = FreqCount.read();\/\/Devuelve la medici\u00f3n m\u00e1s reciente, la medici\u00f3n se hace por defecto en el pin numero 5 del arduino\r\n Serial.print(\"Freq:\");\r\n Serial.println(contador);\/\/Imprime el valor de la frecuencia obtenida en el monitor serial\r\n\/\/}\r\n\/\/--------Muestra en la pantalla los valores obtenidos de intencidad, potencia y frecuencia-----------------\r\n u8g.firstPage(); \r\n do {\r\n draw();\/\/Llama a la funci\u00f3n draw\r\n } while( u8g.nextPage() );\r\n \/\/ Reconstruye la imagen despu\u00e9s de un tiempo\r\n delay(50);\r\n}\r\nvoid draw(void) {\r\n \/\/Los comandos gr\u00e1ficos para volver a dibujar la pantalla completa deben colocarse aqu\u00ed \r\n u8g.setFont(u8g_font_unifont);\r\n u8g.setPrintPos(0, 20); \r\n u8g.print(\"Int:\");\r\n u8g.print(intencidad,4);\r\n u8g.print(\"A\");\r\n u8g.setPrintPos(0, 40); \r\n u8g.print(\"Pot:\");\r\n u8g.print(potencia,4);\r\n u8g.print(\"W\");\r\n u8g.setPrintPos(0, 60);\r\n u8g.print(\"Fre:\");\r\n u8g.print(contador);\r\n u8g.print(\"Hz\");\r\n}<\/pre>\n<hr \/>\n<p>Tal vez pueda interesarte proyectos en arduino, pic, rob\u00f3tica, telecomunicaciones, suscribete en\u00a0<a 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