Sensor de Corriente SCT-013-000 100A/50mA

Es un sensor de medición de corriente alterna AC, su modelo es SCT-013-000 con capacidad de corriente de entrada desde 0 a 100A y corriente de salida de 0 a 50mA. Este sensor es de tipo enganche, incorpora una pinza que puede colocarse alrededor de un cable y tomar la lectura de corriente, este sensor cuenta con un conector Jack de 3.5 mm para integrarlo a cualquier proyecto de electrónica.

Este sensor de corriente no invasivo es ideal en proyectos de electrónica y domótica, para aplicaciones como medir el consumo o la generación eléctrica de alguna red eléctrica o vivienda, comprobar el estado de una instalación eléctrica, monitoreo y protección de motores CA así como del equipo de iluminación o compresores de aire. Son componentes útiles en monitores de energía para registrar el consumo de una instalación o incluso acceder a estos datos a través de Internet en tiempo real.

Paso 2: Acondicionamiento de la señal

a) Seleccionar la resistencia de carga del SCT-013-000

La resistencia de carga se utiliza para convertir la señal de corriente de salida en voltaje, aqui te mostramos el proceso para seleccionar la adecuada:

Para calcular la resistencia de carga es recomendable conocer la corriente máxima que deseamos medir, para este ejemplo asumiremos que es la corriente máxima que soporta el sensor: 100 A.

Pico de corriente primaria = corriente RMS × √2

Ipico primaria = 100 A × √2 = 141,4 A

Pico de corriente secundario = Pico de corriente primario / no. de vueltas

Ipico secundaria = 141.4 A / 2000 = 0.0707 A

Resistencia de carga ideal = (AREF/2) / Pico de corriente secundario

Resistencia de carga ideal = 2,5 V / 0,0707 A = 35,4 Ω

Este valor de resistencia no es común por lo que elegiremos el valor mas cercano mas pequeño (Resistencia de carga = 33 Ω), si no, la corriente de carga máxima creará un voltaje más alto que el voltaje de referencia analógico de Arduino (AREF).

b) Circuito de acondicionamiento la señal 

Te presentamos un diagrama con el circuito divisor de voltaje que nos permite añadir un offset de 2.5 V para hacer la señal compatible con la entrada analógica de Arduino.

Paso 3: Realización de las conexiones

A continuación te presentamos un diagrama de conexiones utilizando el módulo interfaz con jack hembra, pero si tu no lo estás utilizando puedes conectar directamente los cables rojo «L» y blanco «K»

Paso 4: Cargando el Código

El siguiente código de ejemplo convierte los datos del sensor que ingresan por la entrada analógica A0 en el valor de corriente correspondiente a la medición mediante el uso de la librería «EmonLib» y lo envía por el puerto serie.

a) Instala la librería «EmonLib» desde la pestaña de Herramientas puedes seleccionar Administrar Bibliotecas, que te permite acceder al Gestor de Librerías, donde puedes buscar por nombre la librería y te dará el estatus de la librería, si no está instalada, aparecerá la opción de instalar del lado derecho.

#include "EmonLib.h"  // Biblioteca para la familia de sensores SCT-013 
EnergyMonitor emon1;  // Creamos una instancia del sensor

/* Voltaje de nuestra red eléctrica */
//float voltajeRed = 127.0;  /* 115V-127V Comúnmente en México */
void setup() {

Serial.begin(9600);
 emon1.current(1, 60.60); // current (pin de entrada, constante de calibración)
/* constante de calibración: Es el valor que se desea leer cuando hay 1V a la salida del sensor */
}

void loop() {
/* Obtenemos el valor de la corriente eficaz pasando un número de muestras que se van a tomar para promediar */
double Irms = emon1.calcIrms(1480); // Calculate Irms only

/* Calculamos la potencia aparente */
//double potencia = Irms * voltajeRed;

/* Mostramos la información por el monitor serie */
Serial.print(" Irms = ");
Serial.println(Irms);
//Serial.print(" Potencia = ");
//Serial.println(potencia);
}

Notas:

• Puedes calcular también la potencia aparente al des-comentar las lineas referente a ello, solo asegúrate de introducir el valor de voltaje de la red eléctrica de tu zona.

Paso 5:  Calibración del SCT-013-030

a) Calculo de la constante de calibración:

Si tu resistencia de carga es de 33 Ω

Constante = ( Irms primario / Irms secundario ) / Resistencia de carga

constante de calibración = (100 / 0.050 ) / 33  = 60.60

a) Calibración práctica:

Te recomendamos realizar una calibración práctica ajustado la constante de calibración al comparar la medición del sensor con la de un multímetro en su función de medir corriente alterna midiendo el consumo de algún aparato que consuma de preferencia 20W o más para no perder resolución al calibrar.

Paso 6: Colocación del sensor SCT-013-030 en el cable a medir

A continuación te mostramos la forma correcta de tomar medición en los dispositivos. Debes colocar el sensor rodeando solo uno de los cables, procura evitar abrazar el cable de tierra (en caso de tenerlo).

En varios casos tendrás que quitar la funda que recubre los cables para poder colocar el sensor alrededor del cable de fase o el neutro.

Tenemos que abrazar solo uno de estos cables, pues, en caso contrario la medición será cero debido a que por uno de los cables la corriente fluye en un sentido y por el otro cable fluye en sentido contrario. Si abrazamos los dos cables un flujo magnético compensará al otro flujo magnético y se anulará.

Principio del funcionamiento del Sensor de Corriente

La familia de sensores SCT-013 funcionan como pequeños transformadores de corriente conformados por el devanado primario, devanado secundario y un núcleo ferromagnético. Cuando una corriente circula por el devanado primario, a efecto de la inducción magnética, en el devanado secundario se produce una intensidad de corriente proporcional a la del devanado primario.

En el caso del SCT-013-000 el devanado primario es el cable del aparato que queremos medir y su número de vueltas sería 1 mientras que el devanado secundario tiene 2000 vueltas.