Determinación de un circuito para medir consumo eléctrico

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En esta guía verás como calcular los valores de las resistencias necesarias para un circuito no intrusivo de medición de corriente alterna utilizando una placa Photon y un sensor de corriente no intrusivo.

Pico máximo de corriente

La corriente medida es alternativa, y el sensor se calibra para medir un máximo de 60A (amperes) CA (corriente alterna). 60A es el valor RMS (Root Mean Square – Raíz Media Cuadrática) de la corriente máxima que puede manejar el sensor.

En primer lugar, necesitamos conocer el pico máximo actual medible

i(measured) = √2 * i(rms_current) = 1.414 * 60A = 84.853A

La corriente en la salida del sensor se define por su número de vueltas (aquí es 2000)

i(sensor) = i(measured) / nb_turns = 84.853A / 2000 = 0.04

Desplazar el voltaje

Convertir corriente a voltaje

El Photon solo puede manejar el voltaje (entre 0 V y 3.3 V), por lo que necesitamos convertir esta corriente en un voltaje aceptable, así que agreguemos una resistencia de carga en el circuito, la resistencia de carga nos permite convertir la corriente inducida en el sensor [i ( sensor)] en voltaje [U (sensor)].

Como la corriente es alternativa alrededor de 0 y para maximizar la resolución de la medición, la tensión máxima en la resistencia de carga debe ser:

Max_accepted_voltage / 2 = 3.3V/2 = 1.65V

Ahora vamos a calcular el mejor valor de resistencia de carga:

R(burden) = U(sensor)/I(sensor) = 1.65V / 0.0424A = 38.9Ω

La resistencia de carga ideal es 38.9Ω, ya que no es una resistencia de corriente, permite usar una resistencia de 33Ω. Esto hace que el voltaje de salida oscile entre -3.3V y 3.3V.

Positivado del voltaje

El Photon no puede medir el voltaje negativo, por lo que necesitamos agregar 1.65 V a U (sensor) para hacer que el voltaje sea medible (entre 0 V y 3.3 V).
Añadimos:

  • 2 resistencias (10kΩ es bueno para evitar demasiado consumo de energía) para hacer un divisor de voltaje, como el valor de las dos resistencias es igual a la salida del divisor es la mitad de la entrada, en este caso 1.65V.
  • El condensador C1 (10uF) tiene una reactancia baja (unos pocos cientos de ohmios) y proporciona una ruta alternativa para que la corriente alterna pase por alto la resistencia.

Con esto el voltaje en la salida de su sensor debe oscilar entre los 0V y los 3.3V.

 

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Última actualización: diciembre 10, 2018

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