Sensor De Corriente ACS712 30A
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Descripción
Información
¿Qué es?
El ACS712 30A es un sensor de corriente basado en el circuito integrado ACS712 de Allegro Microsystems. Este módulo es capaz de medir corrientes AC y DC de hasta 30A, proporcionando una salida analógica proporcional a la corriente medida. Su tecnología de efecto Hall garantiza aislamiento galvánico y mediciones precisas.
¿Para qué sirve?
- Monitoreo de consumo eléctrico: Ideal para medir el consumo de motores, electrodomésticos y sistemas de energía.
- Protección de circuitos: Permite detectar sobrecargas y prevenir daños en dispositivos electrónicos.
- Automatización y control: Usado en proyectos de control de corriente en fuentes de alimentación, inversores y sistemas de energía renovable.
¿Dónde se usa?
- Sistemas de energía solar y eólica para medir el consumo o generación de corriente.
- Control de motores y cargas industriales para optimizar el rendimiento y evitar sobrecorrientes.
- Sistemas de domótica e IoT, donde se requiere monitoreo en tiempo real del consumo eléctrico.
¿Con qué se puede usar?
- Microcontroladores: Compatible con Arduino, ESP32, Raspberry Pi, STM32 y otros.
- Convertidores ADC: Para transformar la señal analógica en digital y procesarla en sistemas de adquisición de datos.
- Sistemas de protección eléctrica: Relés y disyuntores que actúan según los valores de corriente medidos.
Características
- Medición de corriente AC y DC: Puede medir tanto corriente alterna como corriente continua.
- Aislamiento galvánico: Mayor seguridad al separar eléctricamente el circuito de medición del de procesamiento.
- Salida analógica proporcional: 66 mV/A de sensibilidad.
- Alta precisión: Bajo nivel de ruido con compensación térmica integrada.
- Bajo consumo de energía: Diseñado para operar en sistemas de bajo consumo.
Especificaciones
| Especificación | Detalles |
|---|---|
| Modelo | ACS712-30A |
| Voltaje de alimentación | 5V DC |
| Rango de corriente medible | ±30A (AC y DC) |
| Salida de voltaje | 0V – 5V (analógica) |
| Sensibilidad | 66 mV/A |
| Resistencia interna | 1.2 mΩ |
| Tiempo de respuesta | 5 μs |
| Aislamiento galvánico | 2100 Vrms |
| Temperatura de operación | -40°C a 85°C |
| Dimensiones | 31 mm x 13 mm |
Documentación
Información Adicional
- Calibración del sensor: Se recomienda realizar una calibración previa, asegurando que la salida en reposo sea de 2.5V cuando la corriente medida es 0A.
- Protección y seguridad: No conectar directamente a altas corrientes sin usar disipadores o medidas de protección.
- Aplicaciones avanzadas: Se puede utilizar junto con filtros de software para mejorar la precisión en la medición de señales AC
Pinout
Dimensiones
Conclusión
El Sensor ACS712 30A es una solución eficiente y económica para medir corriente AC y DC en una amplia variedad de aplicaciones. Su fácil integración con Arduino y otros microcontroladores, su alta precisión y su aislamiento galvánico lo convierten en una herramienta ideal para proyectos de electrónica, energía y automatización.
Preguntas Frecuentes
¿Cómo funciona este sensor y qué significa «aislamiento galvánico»?
Este sensor utiliza el efecto Hall para medir la corriente. La corriente que quieres medir pasa a través de un conductor de cobre dentro del chip. Este flujo de corriente genera un campo magnético que es detectado por un sensor de efecto Hall integrado.
El «aislamiento galvánico» significa que el circuito que mide la corriente (los terminales de tornillo de alta potencia) está eléctricamente separado y aislado del circuito de bajo voltaje del sensor (los pines VCC, OUT, GND). No hay una conexión eléctrica directa entre ellos. Esto es una característica de seguridad crucial, ya que protege a tu microcontrolador (y a ti) de los altos voltajes y corrientes que pasan por el sensor.
¿Cómo conecto una carga de alta corriente, como un motor, a este sensor?
La conexión se realiza en serie con la carga que deseas medir. Imagina que es como un amperímetro que insertas en el cable:
- Toma el cable positivo (+) que va desde tu fuente de alimentación hacia tu carga (motor, calefactor, etc.).
- Corta este cable.
- Conecta el extremo que viene de la fuente de poder a uno de los terminales de tornillo del sensor.
- Conecta el otro extremo, que va hacia la carga, al otro terminal de tornillo.
Ahora, toda la corriente que consume tu carga pasará a través del sensor, y este generará un voltaje proporcional en su pin de salida (OUT) para que tu microcontrolador lo lea.
¿Cómo interpreto la salida analógica? ¿Qué significa «66 mV/A» de sensibilidad?
La salida del sensor es un voltaje analógico que se relaciona directamente con la corriente medida. La clave para interpretarlo es entender su punto de reposo:
- Con 0 Amperios (0A) fluyendo, el pin OUT entregará un voltaje de exactamente la mitad de VCC, es decir, 2.5V.
- Sensibilidad de 66 mV/A: Por cada Amperio de corriente que fluye, el voltaje de salida se desviará 66 milivoltios (0.066V) desde el punto central de 2.5V.
En tu código Arduino, la fórmula para calcular la corriente DC es:
float corriente = (voltajeLeido - 2.5) / 0.066;
Si la corriente es positiva, el voltaje será mayor a 2.5V; si es negativa (fluye en la otra dirección), será menor a 2.5V. Esto permite medir corriente en ambas direcciones.
¿Cómo mido corriente alterna (AC) con este sensor? El valor que leo fluctúa mucho.
La fluctuación es normal, porque estás viendo la onda senoidal de la AC en tiempo real. Para obtener un valor útil como la corriente RMS (Root Mean Square), no puedes simplemente tomar una lectura. Necesitas un proceso de muestreo y cálculo:
- Calibrar el Cero: Primero, lee el valor de ADC con 0A para encontrar tu punto central exacto (puede no ser exactamente 512 en un ADC de 10 bits).
- Muestrear la Onda: Toma muchas lecturas del sensor muy rápidamente durante un período de tiempo fijo (ej. 100 milisegundos para cubrir varios ciclos de 50/60Hz).
- Calcular el RMS: Para cada lectura, réstale el valor del cero, eleva el resultado al cuadrado, suma todos los cuadrados, divide por el número de muestras (el promedio), y finalmente, saca la raíz cuadrada de ese promedio.
Existen librerías como EmonLib para Arduino que realizan todo este proceso complejo por ti, facilitando enormemente la obtención de una lectura RMS estable y precisa.
¿Necesito calibrar el sensor antes de usarlo?
Sí, altamente recomendado. Aunque teóricamente la salida a 0A es de 2.5V, en la práctica puede haber pequeñas desviaciones debido a la tolerancia de los componentes y las variaciones en tu fuente de 5V. La salida del ACS712 es «ratiométrica», lo que significa que su punto central es siempre VCC/2.
La mejor práctica es, en la sección setup() de tu código, tomar un gran número de lecturas (ej. 1000) del pin OUT sin ninguna carga conectada, promediarlas, y guardar ese valor como tu «cero» o «offset» real. Luego, en el bucle principal, resta este offset de cada nueva lectura. Esto eliminará cualquier error de offset y hará que tus mediciones sean mucho más precisas.
La versión es de 30A. ¿Necesito un disipador de calor para los terminales de tornillo?
Aunque el chip en sí no se calienta mucho (gracias a la baja resistencia interna de 1.2 mΩ), al pasar una corriente alta como 30A, las pistas de cobre de la pequeña placa del módulo pueden calentarse significativamente. Es un punto a considerar en el diseño.
Para un uso continuo cercano a los 30A, es una buena práctica:
- Asegurarse de que el módulo esté en un lugar con buena ventilación.
- Reforzar las pistas: Puedes aplicar una capa gruesa de soldadura sobre las pistas de alta corriente de la PCB del módulo para aumentar su área de sección transversal y ayudar a disipar el calor. Esto se conoce como «tinning».
Para picos de corriente breves no es un problema, pero para cargas continuas altas, la gestión térmica de la PCB es importante.
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