Sensor De Corriente No Invasivo 30A SCT-013-030

El sensor de corriente no invasivo SCT-013-030 es un transformador de corriente tipo “clamp” o pinza, diseñado para medir corrientes alternas (AC) de hasta 30 amperios sin necesidad de interrumpir el circuito eléctrico, lo que lo hace ideal para aplicaciones de monitoreo seguro y no invasivo. Su funcionamiento se basa en el principio de inducción electromagnética: al colocar la pinza alrededor de un conductor por el que fluye corriente, se genera una señal de salida proporcional, típicamente una señal de voltaje (0 a 1 V RMS), que puede ser leída por un convertidor analógico a digital (ADC). Esta señal es segura para trabajar con microcontroladores, ya que el modelo SCT-013-030 incluye un divisor de voltaje interno.

El sensor de corriente no invasivo SCT-013-030 se utiliza en proyectos donde se requiere medir el consumo eléctrico de manera segura y sin modificar el cableado existente, ya que funciona simplemente abrazando un conductor por el que circula corriente alterna (AC). Sus principales aplicaciones incluyen sistemas de monitoreo de energía en hogares y oficinas, automatización industrial, proyectos de eficiencia energética, dispositivos IoT para control de consumo, y detección de sobrecargas o fallas en instalaciones eléctricas. Gracias a que su salida es una señal de voltaje proporcional a la corriente medida, es compatible con microcontroladores que cuenten con entrada analógica, como Arduino (UNO, Mega, Nano), ESP32, ESP8266 (con divisores de voltaje adecuados), y también con Raspberry Pi mediante el uso de un ADC externo. Este sensor permite integrar fácilmente medición de corriente en proyectos de domótica, monitoreo remoto o automatización, todo sin necesidad de intervenir directamente en el sistema eléctrico.

El siguiente circuito convierte la señal del sensor en una señal entendible para el Arduino y posteriormente el código convierte la información en una lectura de corriente que se muestra por el puerto serie.

Componentes necesarios:

• Una tarjeta de desarrollo compatible con Arduino.
• Módulo Interfaz con jack de 3.5 mm (opcional).
• Un par de resistencias del mismo valor en el rango de 10k ohms hasta 470k ohms (a mayor valor menor consumo de corriente directa).
• 1 capacitor de 10uF.

Paso 1: Selección de modo de conexión.

Paso 2: Desplazar la señal del SCT-013-030

Realizaremos las conexiones de un circuito que nos permite añadir un offset de 2.5 V y como la salida del sensor es de 1 Vrms, el rango final de voltaje pico (Vrms multiplicado por √2) de la señal es de 1.08 V a 3.92 V, que es compatible con el rango de las entradas analógicas de un Arduino alimentado a 5 V.

Paso 3: Realizar las conexiones,

A continuación te presentamos un diagrama de las conexiones utilizando el módulo interfaz con jack hembra, pero si tú 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, 30); // 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);
}

Nota:

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

Paso 5: Colocación del sensor SCT-013-030 para medición.

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.

Paso 6:  Calibración del SCT-013-030.

La constante de calibración es teóricamente 30 para el modelo SCT-013-030, pues mide 30A cuando tiene 1 V a su salida, pero te recomendamos realizar una calibración práctica comparando 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 20 W o más para no perder resolución al calibrar.

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-013-030 el devanado primario es el cable del aparato que queremos medir y su número de vueltas sería uno, mientras que el devanado secundario tiene 1800 vueltas.