Sensores de corriente Arduino: todo lo que debes saber

Si estás interesado en el mundo de la electrónica y la programación, seguramente has oído hablar de los sensores de corriente Arduino. En este artículo, te contaremos todo lo que necesitas saber sobre estos dispositivos. Desde cómo funcionan hasta sus aplicaciones más comunes, aprenderás por qué los sensores de corriente son una herramienta indispensable en el mundo de la programación y la automatización. ¡No te lo pierdas!

Para el inventor novato, comenzar con los sensores de corriente Arduino puede parecer una tarea desalentadora. ¡Pero en realidad no es tan complicado como parece! Con un poco de conocimiento y algunos componentes básicos, puede comenzar a aprovechar esta poderosa tecnología de manera rápida y sencilla. Esta publicación de blog analizará qué son los sensores de corriente Arduino, por qué son importantes y los componentes que necesita para comenzar a usarlos en sus proyectos. Así que no se deje intimidar: ¡sumérjase en el mundo de los sensores de corriente Arduino!

¿Qué son los sensores de corriente Arduino?

Los sensores de corriente Arduino son dispositivos que se utilizan para monitorear y medir la cantidad de corriente eléctrica que fluye en un circuito. Se utilizan comúnmente para monitorear la seguridad, controlar motores y medir el consumo de energía. Los sensores actuales brindan información sobre cuánta electricidad se extrae de una fuente de energía, lo que permite a los usuarios crear diseños o aplicaciones de alta eficiencia para sus proyectos. Los sensores de corriente Arduino vienen en muchas formas y tamaños diferentes, así como en forma analógica y digital. La mayoría de los sensores de corriente miden corrientes CC (corrientes continuas), pero algunos modelos especiales también pueden medir corrientes CA (alternas).

Sensores de corriente Arduino: todo lo que debes saber

Cuando se utiliza un sensor de corriente Arduino, es importante elegir uno que tenga el rango correcto para su aplicación. En términos generales, cuanto mayor sea el rango actual del sensor, más preciso será. Además, algunos sensores tienen funciones como calibración integrada y protección contra sobrecargas o cortocircuitos. Dependiendo de los requisitos de su proyecto, es posible que desee comprar un sensor especializado con estas características adicionales.

Finalmente, cablear su sensor de corriente Arduino es un proceso bastante sencillo. La señal de salida de la mayoría de los sensores actuales debe conectarse directamente a un pin analógico en la placa del microcontrolador. Una vez establecida esta conexión, puede programar fácilmente su placa para leer los valores del sensor y mostrarlos en consecuencia. Luego puede utilizar esas lecturas para diversas aplicaciones, como monitorear el consumo de energía o controlar motores en tiempo real. Con una selección cuidadosa y un cableado adecuado, los sensores de corriente Arduino son una excelente manera de ampliar las capacidades de su proyecto. [1].

¿Cuáles son las ventajas de utilizar un sensor de corriente Arduino?

El uso de un sensor de corriente Arduino ofrece varias ventajas tanto para los fabricantes principiantes como para los experimentados. La ventaja más obvia es que le permite monitorear y medir la corriente en tiempo real, lo que permite diseños o aplicaciones más eficientes.

Los sensores de corriente también protege contra sobrecargas y cortocircuitos, lo que puede resultar útil si trabajas con sistemas de alto voltaje. Además, facilitan el cableado y la configuración, ya que todo lo que necesita hacer es conectar la salida del sensor a un pin analógico en su placa de microcontrolador. Finalmente, La mayoría de los sensores actuales son relativamente económicos en comparación con otros sensores especializados para medir corriente. En definitiva, ¡son una excelente herramienta para cualquier fabricante de Arduino!

Otra gran ventaja de utilizar un sensor de corriente con tu Arduino es la capacidad de medir voltaje CA o CC. Con un conocimiento básico de la ley de Ohm, puede calcular aspectos como la potencia de salida y la eficiencia utilizando los valores medidos de su sensor actual. Esto brinda a los fabricantes más información sobre sus diseños y les permite diagnosticar problemas con mayor precisión u optimizar el rendimiento.

Sensores de corriente Arduino: todo lo que debes saber

Además, los usuarios no necesitan preocuparse por componentes adicionales como resistencias, ya que la mayoría de los sensores actuales vienen con mecanismos de protección incorporados para evitar sobrecargas o cortocircuitos. Finalmente, hay muchos tutoriales en línea que pueden ayudarlo a comenzar a trabajar con sensores actuales en su proyecto Arduino de manera rápida y sencilla.

Métodos del sensor de corriente Arduino

Caída de voltaje Sensores de corriente Arduino

Este método utiliza una caída de voltaje a través de una resistencia para medir la corriente. El valor de resistencia de la resistencia es fijo y la corriente que fluye a través de ella crea una caída de voltaje proporcional que puedes medir con tu Arduino. Esto requiere un circuito adicional pero proporciona resultados bastante precisos y funciona bien en situaciones de hasta aproximadamente 1 A.

Método Arduino del sensor de corriente de efecto Hall

Si necesita medir corrientes más altas que las posibles con el método de caída de voltaje, entonces esta técnica es la mejor opción. Se puede utilizar un sensor de efecto Hall para detectar con precisión el flujo de corriente midiendo su campo magnético cuando se coloca alrededor de un cable que transporta corriente. La salida de dichos sensores se puede leer directamente en su placa Arduino utilizando un pin de entrada analógica. La ventaja de este método es que se puede utilizar con corrientes mucho más altas (hasta 100 A) y no requiere circuito adicional.

Método Arduino del sensor de corriente CA/CC

Para medir CA y CC se puede utilizar un sensor CA/CC. Estos sensores están disponibles en versiones aisladas y no aisladas. Las versiones aisladas proporcionan aislamiento galvánico de los altos voltajes presentes en su sistema, mientras que las versiones no aisladas son más fáciles de usar pero requieren más precaución. Miden la corriente detectando un campo magnético creado por el flujo de corriente a través de ellos y generan un voltaje proporcional que puedes leer en tu placa Arduino usando un pin de entrada analógico. [2].

Sensores de corriente Arduino: todo lo que debes saber

Componentes necesarios para construir el proyecto del sensor Arduino ACS712

Componentes de hardware

  • Placa Arduino Uno
  • Módulo de sensor de corriente ACS712
  • Resistencia de 10k
  • Fuente de alimentación (5V)
  • Cables y conectores

Componentes de software:

  • IDE de Arduino
  • Computadora o Laptop con puerto USB

Una vez que tenga todos los componentes de hardware, es hora de comenzar a construir el proyecto. El primer paso es cargar un boceto en la placa Arduino. Para hacer esto, deberá descargar el software Arduino IDE desde el sitio web oficial. Una vez instalado, conecte su placa mediante un cable USB y abra el programa. Ahora seleccione el tipo de placa apropiado en «Herramientas/Tipo de placa» y haga clic en «Archivo/Abrir» y seleccione el archivo de código. Después de eso, haga clic en «Dibujar/Cargar» para cargar el programa en la pizarra.

Una vez cargado el boceto, es hora de ensamblar los componentes de hardware. Comience conectando todos los cables de su fuente de alimentación a su placa Arduino. El cable rojo debe conectarse al VIN de la placa, mientras que el negro debe ir a GND. Luego puede conectar su módulo de sensor actual y su resistencia como se muestra en el diagrama anterior. Finalmente, conecte un cable USB entre su computadora o computadora portátil y la placa Arduino para fines de programación.

Sensores de corriente Arduino: todo lo que debes saber

Conceptos básicos del sensor de corriente ACS712

Diagrama de distribución de pines del ACS712 IC

El sensor de corriente ACS712 es un circuito integrado que tiene cinco pines: VCC, GND, OUT, A1 y A2.

VCC: este pin suministra el voltaje de funcionamiento del IC. Debe conectarse a una fuente de alimentación de 5 V o 3,3 V según la versión del IC utilizado.

GND: este pin se conecta al potencial de tierra.

OUT: el pin de salida puede proporcionar un voltaje de salida analógico (en mV) correspondiente a la corriente detectada o señales de salida de modulación de ancho de pulso digital (PWM), dependiendo de cómo esté configurado usando los pines A1 y A2.

A1 y A2: estos dos pines se utilizan para configurar el dispositivo en diferentes modos de funcionamiento.

Funcionamiento del ACS712 IC

El ACS712 IC se utiliza para medir corrientes tanto de CA como de CC. Funciona según el principio del efecto Hall, que establece que cuando se aplica un campo magnético perpendicular a un conductor que transporta corriente, se generará voltaje a través del conductor debido a su fuerza de Lorentz. Este voltaje se puede medir usando un sensor de efecto Hall y luego convertirlo en un valor de corriente equivalente mediante calibración. La salida de este IC es en mV/A y puede medir hasta 5A, 20A o 30A dependiendo de la versión elegida.

Especificaciones eléctricas del ACS712 IC

Los circuitos integrados ACS712 pueden funcionar de 2,3 V a 5,5 V y tienen un ancho de banda típico de 20 kHz, por lo que la resolución de detección de corriente es bastante buena incluso con corrientes bajas (hasta 50 mA). El rango de temperatura de funcionamiento es de -40°C a +125°C. Tiene un voltaje de compensación de entrada de 1,6 mV, un ruido de salida de 0,1 % FS, un valor de resistencia pull-up de 10 kΩ y una corriente de reposo máxima de 250 uA, lo que lo hace energéticamente eficiente.

Aplicaciones

El sensor de corriente ACS712 se utiliza principalmente para aplicaciones de control de motores, como motores CC sin escobillas o motores paso a paso, sistemas de control de iluminación, circuitos de protección de baterías y muchas otras aplicaciones industriales. También se utiliza en sistemas automotrices para monitorear el consumo de corriente de motores y otros componentes. Su pequeño tamaño, bajo consumo de energía y alta precisión lo convierten en la elección perfecta para este tipo de aplicaciones.

Sensores de corriente Arduino: todo lo que debes saber

Instrucciones paso a paso para conectar el sensor de corriente ACS712 con Arduino UNO

  1. Reúna todos los componentes necesarios: placa Arduino UNO, sensor de corriente ACS712, cables de puente y una placa de pruebas.
  2. Conecte el pin VCC del sensor de corriente al pin de 5 V en la placa Arduino UNO usando un cable de puente.
  3. Conecte el pin GND del sensor de corriente a uno de los pines de tierra de la placa Arduino UNO mediante un cable de puente.
  4. Conecte un pin de salida en su Arduino a la línea de señal (S) en su sensor ACS712 con un cable de puente y luego conéctelo a su placa, asegurándose de que todos los pines estén conectados correctamente en sus respectivas ubicaciones.
  5. Conecte su fuente de alimentación (ya sea una batería de 9 V o un adaptador de CC de 9 V) a la placa Arduino UNO.
  6. Abra su IDE de Arduino y cargue los bocetos de la biblioteca ACS712 de la sección de ejemplos para realizar pruebas.
  7. Después de cargar exitosamente su código, abra su monitor serial para comenzar a leer los valores actuales que genera su sensor regularmente.
  8. Ahora puede usar estos datos en otras aplicaciones, como registrar datos o controlar dispositivos como motores o luces en función de las lecturas de su sensor actual. [3]!

Ejemplo de código Arduino para el proyecto del sensor de corriente ACS712

El código Arduino completo para la versión 5 A

El código Arduino completo para la versión 5 A del ACS712 se muestra a continuación:
// incluye biblioteca para el sensor
#incluir
// Definir pines para cada lado del circuito
constante int pinA = A5; //pin de entrada que se conecta al transformador de detección de corriente CA
constante int pinV = A3; //pin de entrada que se conecta a tierra de la fuente de alimentación de CC
constante int ledPin = 9; // pin LED de salida
Factor de calibración flotante = 0,185; //factor de calibración utilizado en la fórmula (0,185 para la versión 5A)
ACS712 acs(pinA, pinV); // crea un objeto acs con pines de entrada y salida como parámetros
configuración nula() {
pinMode(ledPin, SALIDA); //configurar el pin LED como salida
}
bucle vacío() {
int lectura actual = acs.readRaw(); // leer el valor bruto del sensor
voltaje actual flotante = ((flotante) lectura actual / 1024) * 5; //convierte la lectura a voltaje
corriente actual flotante = (voltaje actual – 2,5) / factor de calibración; // usa la fórmula para obtener la corriente CA real
if (actualCurrent < 0.5){ //si la corriente es inferior a 0,50 A, enciende los LED
escritura digital (ledPin, ALTA);
} else{ //de lo contrario, apague los LED
escritura digital (ledPin, BAJO);
}
retraso(1000); // espera 1 segundo
}

El código anterior está escrito utilizando el IDE de Arduino. La biblioteca ACS712 debe instalarse antes de ejecutar este código. Para instalar la biblioteca, siga las instrucciones descritas en la sección de introducción de este tutorial. Después de cargar el código en su placa, puede monitorear su salida en un osciloscopio o multímetro y asegurarse de que esté funcionando como se esperaba. También puedes usar un monitor en serie si necesitas lecturas más detalladas sobre lo que sucede dentro de tu circuito.

El código Arduino completo para la versión de 20 A.

El código Arduino completo para la versión de 20 A del ACS712 se muestra a continuación:
// incluye biblioteca para el sensor
#incluir
// Definir pines para cada lado del circuito
constante int pinA = A5; //pin de entrada que se conecta al transformador de detección de corriente CA
constante int pinV = A3; //pin de entrada que se conecta a tierra de la fuente de alimentación de CC
constante int ledPin = 9; // pin LED de salida
Factor de calibración flotante = 0,100; //factor de calibración utilizado en la fórmula (0,100 para la versión 20A)
ACS712 acs(pinA, pinV); // crea un objeto acs con pines de entrada y salida como parámetros
configuración nula() {
pinMode(ledPin, SALIDA); //configurar el pin LED como salida
}
bucle vacío() {
int lectura actual = acs.readRaw(); // leer el valor bruto del sensor
voltaje actual flotante = ((flotante) lectura actual / 1024) * 5; //convierte la lectura a voltaje
corriente actual flotante = (voltaje actual – 2,5) / factor de calibración; // usa la fórmula para obtener la corriente CA real
if (actualCurrent < 0.5){ //si la corriente es inferior a 0,50 A, enciende los LED
escritura digital (ledPin, ALTA);
} else{ //de lo contrario, apague los LED
escritura digital (ledPin, BAJO);
}
retraso(1000); // espera 1 segundo
}

Preguntas más frecuentes

¿Qué sensor de corriente se utiliza en Arduino?

El sensor de corriente más utilizado en Arduino es el Allegro ACS712. Este dispositivo utiliza una tecnología de efecto Hall para medir corrientes CA y CC de hasta 30 A. Es pequeño, económico y fácil de conectar con una placa Arduino u otros microcontroladores. También están disponibles otros sensores actuales como el INA169, pero tienden a ser más caros y menos flexibles que el ACS712.

¿Cómo conecto mi sensor actual a mi Arduino?

Primero, necesitará su fuente de alimentación (batería o adaptador), sensor de corriente y placa Arduino. El Allegro ACS712 tiene cuatro pines etiquetados VCC (alimentación), GND (tierra), OUT (salida) y CS (detección de corriente). Conecte los pines VCC y GND a su fuente de alimentación, conecte OUT a un pin de entrada analógica en su placa Arduino y conecte CS a uno de los pines de tierra (GND). Una vez que todo esté conectado, podrá utilizar el IDE de Arduino u otro lenguaje de programación para acceder a los valores de entrada analógica.

¿Qué tipo de fuente de alimentación debo utilizar con mi sensor de corriente?

Se recomienda utilizar una fuente de alimentación regulada cuando utilice un sensor de corriente como el Allegro ACS712. Esto asegura que el nivel de voltaje permanezca constante y no fluctúe, lo que podría afectar su precisión. También puedes usar baterías, pero es importante asegurarte de que estén en buenas condiciones y proporcionen suficiente voltaje para tus sensores.

¿Qué sensor de corriente CC es mejor para Arduino?

El Allegro ACS712 es el sensor de corriente CC más popular para Arduino. Es pequeño, económico y fácil de conectar con una placa Arduino u otros microcontroladores. Su precisión oscila entre 0,1 A y 30 A, lo que lo hace adecuado para una variedad de aplicaciones. También están disponibles otros sensores como el INA169, pero tienden a ser más caros y menos flexibles que el ACS712.

¿Puedo usar un sensor de corriente CA con Arduino?

Sí, los sensores de corriente CA se pueden utilizar con placas Arduino u otros microcontroladores. El Allegro ACS712 es un ejemplo de un sensor de corriente CA que se puede usar con Arduino y tiene un rango de entrada de 0-5 VCA (50/60 Hz). Es importante tener en cuenta que los sensores de corriente CA pueden ser más difíciles de conectar y usar que los sensores de corriente CC, así que asegúrese de comprender los requisitos antes de comenzar.

¿Puedo medir corrientes CA y CC con el mismo sensor?

Sí, algunos sensores de corriente como el Allegro ACS712 son capaces de medir corrientes tanto de CA como de CC. Esto los hace muy versátiles y convenientes para diversas aplicaciones. Sin embargo, es importante verificar las especificaciones de su sensor para asegurarse de que tenga el rango necesario para medir con precisión ambos tipos de corrientes.

Video útil: diferentes formas de medir corriente con Arduino

Párrafo de conclusión

Los sensores de corriente Arduino son una gran herramienta para medir y monitorear la cantidad de corriente que fluye a través de circuitos eléctricos. Se pueden utilizar para detectar fallas en el cableado, medir niveles de uso de energía para dispositivos o incluso proporcionar datos en tiempo real sobre el consumo de electricidad. La plataforma Arduino es altamente compatible con varios sensores actuales, lo que facilita su integración en proyectos. Con su amplia gama de capacidades y disponibilidad, no sorprende que los sensores actuales de Arduino se estén volviendo cada vez más populares entre los fabricantes y aficionados al bricolaje.

Referencias

  1. https://www.electronicshub.org/interfacing-acs712-current-sensor-with-arduino/#
  2. https://www.best-microcontroller-projects.com/arduino-current-sensor.html
  3. https://www.makerguides.com/acs712-current-sensor-and-arduino-a-complete-guide/
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