Gravity: Convertidor de Corriente a Voltaje Analógico (para Aplicaciones de 4~20mA)

Información

¿Qué es?

El Gravity: Convertidor de Corriente a Voltaje es un módulo diseñado para convertir señales de corriente estándar de 4-20mA en señales de voltaje analógico 0-3V, 0-5V o 0-10V, facilitando la conexión con microcontroladores, PLCs, sistemas de adquisición de datos y otros dispositivos electrónicos.

Este módulo es ampliamente utilizado en automatización industrial, sistemas de monitoreo y sensores industriales, ya que permite la integración de sensores de corriente estándar con equipos de medición y control.

¿Para qué sirve?

• Convierte señales de corriente (4-20mA) a voltaje analógico compatible con microcontroladores.
• Facilita la lectura de sensores industriales con Arduino, Raspberry Pi, ESP32 y otros.
• Permite la integración con PLCs y sistemas de control, adaptando sensores de corriente.
• Aísla y protege el sistema de control, evitando interferencias y problemas de voltaje.
• Mejora la precisión en la adquisición de datos, convirtiendo señales industriales en voltajes medibles.

¿Dónde se usa?

• Automatización industrial: Para integrar sensores de corriente en sistemas de monitoreo.
• Monitoreo de energía: Uso en sensores de corriente para medir consumo eléctrico.
• Sistemas de control de procesos: Aplicaciones en PLCs y controladores industriales.
• Sistemas de adquisición de datos: Convertir mediciones de corriente en voltajes compatibles con conversores ADC.
• Instrumentación médica y científica: Uso en sensores biomédicos y equipos de laboratorio.

¿Con qué se puede usar?

• Sensores de corriente 4-20mA (presión, temperatura, nivel, humedad, etc.).
• Microcontroladores (Arduino, ESP8266, ESP32, Raspberry Pi, STM32, etc.).
• PLCs y sistemas de control industrial.
• Fuentes de alimentación y monitoreo de energía.
• Conversores ADC y sistemas de adquisición de datos.

Características

• Convierte señales de 4-20mA a voltaje analógico (0-3V, 0-5V o 0-10V).
• Alta precisión y estabilidad, con baja distorsión de la señal.
• Bajo consumo de energía, ideal para sistemas embebidos.
• Protección contra sobretensiones y picos de corriente.
• Compatible con sistemas de 3.3V y 5V, facilitando su uso con microcontroladores.
• Tamaño compacto y fácil integración en proyectos industriales y de automatización.
• Fácil calibración mediante potenciómetro.

Especificaciones

Especificación	Detalles
Entrada de corriente	4-20mA
Salida de voltaje	0-3V, 0-5V o 0-10V (seleccionable)
Precisión	±1% de error máximo
Consumo de corriente	≤ 10mA
Protección	Sí, contra sobrecorrientes y picos de voltaje
Tiempo de respuesta	≤ 2ms
Compatibilidad	Microcontroladores, PLCs, conversores ADC
Temperatura de operación	-40°C a 85°C
Temperatura de almacenamiento	-55°C a 100°C
Dimensiones	32mm x 22mm x 10mm
Peso	10g

Documentación

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Información Adicional

¿Por qué usar un convertidor de corriente a voltaje?

• Muchos sensores industriales utilizan 4-20mA como estándar de transmisión porque es resistente a interferencias y permite transmitir señales a largas distancias sin pérdida de precisión. Sin embargo, microcontroladores y conversores ADC requieren señales de voltaje, por lo que este módulo es indispensable para conectar ambos sistemas

¿Cómo afecta la conversión a la precisión de medición?

• La conversión de corriente a voltaje es altamente precisa (±1%), lo que garantiza que los valores medidos sean representativos de la señal original.

• Comparación con otros métodos de medición:

  • Sensores de corriente directos: Requieren amplificación y filtrado adicionales.
  • Transformadores de corriente: No funcionan con señales de corriente continua (DC).
  • Gravity: Convertidor de Corriente a Voltaje: Proporciona una conversión estable y precisa sin necesidad de circuitos adicionales.

• Consejos para instalación:

  • Usar cables apantallados si se trabaja en entornos con mucho ruido electromagnético.
  • No conectar señales por encima de 20mA, ya que puede dañar el módulo.
  • Ajustar la salida de voltaje según la necesidad del sistema con el potenciómetro de calibración.

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Preguntas Frecuentes

¿Cómo sé si este Convertidor de Corriente a Voltaje es el componente adecuado para mi proyecto de automatización o control industrial?

Este convertidor es esencial si necesitas integrar señales de sensores industriales que operan bajo el estándar de corriente de 4-20mA con sistemas que requieren señales de voltaje analógico, como microcontroladores (Arduino, Raspberry Pi) o PLCs. Es ideal para aplicaciones donde se miden parámetros como presión, temperatura, nivel, flujo, o humedad mediante sensores que emiten una señal de corriente. Si tu objetivo es leer y procesar estas señales industriales con un sistema digital, este módulo es una pieza clave para la interfaz.

¿Qué problemas resuelve este convertidor y cómo facilita la integración de sensores industriales?

Los sensores industriales a menudo utilizan el estándar de 4-20mA porque es robusto, resistente a interferencias y permite transmitir señales a largas distancias. Sin embargo, microcontroladores y sistemas digitales trabajan con voltajes. Este convertidor cierra esa brecha, transformando la señal de corriente (4-20mA) en una señal de voltaje (0-3V, 0-5V o 0-10V, según la configuración), que es fácilmente legible por los pines analógicos de un microcontrolador o las entradas de un PLC. Además, el módulo aísla y protege el sistema de control de posibles picos de voltaje o sobrecorrientes del lado industrial, garantizando una mayor fiabilidad y seguridad.

¿Cómo se selecciona el rango de salida de voltaje (0-3V, 0-5V, 0-10V) y se calibra el convertidor?

El módulo generalmente incluye un **potenciómetro** que permite la calibración y, en algunos modelos, la selección del rango de salida de voltaje. La calibración se realiza asegurando que una señal de 4mA de entrada corresponda a la salida de voltaje mínima (ej. 0V o 3V) y una señal de 20mA de entrada corresponda a la salida de voltaje máxima (ej. 5V o 10V), ajustando el potenciómetro según sea necesario. Es importante consultar la documentación específica del módulo para conocer el procedimiento exacto de selección de rango y calibración.

¿Cuáles son las ventajas de usar un convertidor de corriente a voltaje con tecnología de 4-20mA?

La principal ventaja radica en la **robustez y fiabilidad** del estándar 4-20mA. Las señales de corriente son menos susceptibles a la caída de voltaje en cables largos y a la interferencia electromagnética en comparación con las señales de voltaje. Esto permite mediciones más precisas y estables en entornos industriales ruidosos o a distancias considerables. El rango de 4-20mA también permite detectar fallas en el bucle de corriente; un valor por debajo de 4mA (como 0mA) suele indicar un circuito abierto o un problema en el sensor o el cableado.

¿Cómo se conecta este convertidor a diferentes tipos de sensores industriales que usan 4-20mA y a sistemas de control?

La conexión es sencilla:
Entrada de Corriente: El sensor industrial que emite la señal de 4-20mA se conecta a las terminales de entrada de corriente del convertidor (normalmente marcadas como I+ e I-).

Salida de Voltaje: La salida de voltaje del convertidor (marcada como Vout, V+, V-) se conecta a una entrada analógica del microcontrolador, PLC o sistema de adquisición de datos.

Alimentación: El convertidor requiere una fuente de alimentación (generalmente entre 12V y 36V, dependiendo del módulo) que se conecta a sus terminales de alimentación (Vin, GND).

Al seguir el pinout y las recomendaciones de instalación, se asegura una conexión correcta y segura.

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