Digitalizar la señal de red eléctrica 220 Vrms

[Rick_x]

Estimados foreros:

Me dirijo a ustedes para hacerles unas cuantas preguntas, ya que no cuento con conocimientos suficientes.

Necesito digitalizar la señal sinusoidal de 220 V rms, me interesa medir tanto voltaje como corriente.

- Quisiera saber primero como tomo la muestra de Tensión y la hago disminuir hasta un rango de voltaje aceptable para colocar un conversor análogo digital?

La ideal es que no pierda sus caracteristicas y que estas sean proporcionales a las de la tension que leera la ADC

Cuando digo como tomo la muestra, me refiero a que dispositivo o circuito me permite hacer lo que quiero.

- Mí segunda pregunta es identica a la anterior pero para el caso de digitalizar corriente.

Muchas gracias de antemano.

Cuando menciono que no se pierta las caracateristicas me refiero a porder ver variaciones de voltaje, frecuencia, distorsiones en la señal en general.

 

[MrCarlos]

Hola

Se puede hacer con un divisor de voltaje resistivo. Dos resistencias en serie conectadas al voltaje a medir.

Datos:
220Vrms = 220V
VADC = 5rms = 5V (Suponiendo Que sea el Rango FS. Del ADC.)

Para el caso del voltaje:
220V/5V = 44 Relación
220Kohms Seleccionada arbitrariamente.
220Kohms/44=5 Kohms
220000+5000=225 Kohms Resistencia total de la serie.
220/225000=0.0009778 Amp. Corriente total circulando por la serie.
220000*0.0009778=215.11111 V Caída de voltaje en R 220Kohms.
5000*0.0009778= 4.88889 V caída de voltaje en R 5Kohms.
215.11111+4.88889=220.000 Vrms.

Para el caso de la corriente:
Seleccionar una resistencia de un valor adecuado para el rango FS del ADC.
Y que no se queme, Claro.

VADC = 5rms = 5V (Suponiendo Que sea el Rango FS. Del ADC.)
Irms = 30 Amp. Máxima Corriente que circula por la carga.
V / I = R = 5 / 30 = 0.16666 Ohms.
V x I = W = 5 x 30 = 150 Watts (Muy Grande.. No?). Y son mas Watts para que ni se caliente. Normalmente ese valor se multiplica por 4 = 600 Watts.

Cuando circula “Mucha” corriente es mejor utilizar un transformador de corriente.
Este es una bobina alrededor del conductor por donde circula la corriente.

Arbitrariamente hacemos una bobina de 50 Vueltas (Espiras) con alambre AWG Cal. 20.
En las terminales de esta bobina conectamos una resistencia de 1 Ohm.
Pasamos por el centro de la bobina el conductor por donde circula la corriente de la carga.
Este es un transformador con una relación de transformadorrmación:
1/50=0.02 RT. Ya que es una vuelta en el primario y 50 en el secundario.

Como: Np/Ns = Ep/Es = Is/Ip = RT. (Relación De Transformación).
Donde:
Np = Numero de vueltas del Primario = 1
Es = Numero de vueltas del secundario = 50
Ep = Voltaje en el Primario.
Es = Voltaje en el secundario.
Is = Corriente en el secundario.
Ip = Corriente en el primario = 30 Amp.

Ip = Is/RT = 0.6/0.02=30 Amp. Corriente que circula por el primario.
Is = Ip*RT = 30*0.02=0.6 Amp. Corriente que circula por el secundario.

Como por el secundario va a circular una corriente de 0.6 Amp. Cuando por el primario circulen 30 Amp. Y, hay una resistencia de 1 Ohms (En el secundario) entonces:
V = I x R = 0.6 x 1 = 0.6 V. Caída de voltaje en la resistencia de 1 Ohms.

Con estos datos ya puede calcular la resistencia que se necesitaría para que halla una caída de 5 V cuando por el primario circulen 30 Amp.

Saludos
A sus ordenes
PD: Espero no haberme equivocado.

 

[Rick_x]

Muchisimas gracias por la información.

Y si quisiera utilizar algún transductor de voltaje o corriente, cuales modelos me recomiendan, ojala se pueda simular con proteus y se encuentre en el comercio.

 

[MrCarlos]

Hola Rick_x


Suponiendo que sea el rango FS. de Tu ADC.
VADC = 5rms = 5V
Puedes utilizar un transformador para 220 Vac. Y secundario, digamos, 12 Vac.
En el secundario conectas un divisor resistivo (2 resistencias en serie) con una relación de 2.4
En la resistencia de menor valor tendrás 5V cuando haya 12V en los extremos del divisor.
En paralelo con la resistencia de menor valor conecta la entrada de tu ADC.
Esto, creo es lo mas barato.

Hay transductores de voltaje a corriente, los puedes ver aquí. También hay algo de teoría.

http://www.google.com.mx/search?hl=es&rlz=1R2ADRA_esMX346&q=Voltage+To+Current+Transducer&meta=

saludos
a sus ordenes

 

[Tomasito]

Dos bobinas, una en serie con la carga para medir corriente, y otra en paralelo con la carga, para medir la tensión. Al lado de las bobinas, un sensor de efecto hall en cada una.

Es lo más BBB (Bonito, barato y bueno), que se me ocurre.

Podés mandar la salida de los sensores de efecto hall directamente a conversores ADC.



Saludos.