Los sensores de corriente de la serie HAS indican la magnitud y la dirección de la corriente medida mediante sus señales de salida de tensión. Su característica principal es que la señal de salida toma 2.5V como punto central y se desplaza según la dirección y la magnitud de la corriente sobre esta base. Este diseño permite que el sensor mida corriente bidireccional.
Para el sensor de corriente HAS14Z, su rango de tensión de salida es de 2.5V ± 0.625V. Esto significa:
•Corriente cero (0A): Cuando no pasa corriente por el sensor, la tensión de salida es de 2.5V.
• Corriente directa: Cuando la corriente es directa, la tensión de salida aumentará desde 2.5V hasta un máximo de 2.5V + 0.625V = 3.125V.
• Corriente inversa: Cuando la corriente es inversa, la tensión de salida disminuirá desde 2.5V hasta 1.875V, con un mínimo de 2.5V – 0.625V = 1.875V.
Este rango de 2.5V±0.625V suele corresponder al rango de corriente nominal de medición del sensor. Por ejemplo, para HAS2009, su corriente nominal es de ±20A; para HAS4009, su corriente nominal es de ±100A.
Mediante la sensibilidad nominal (SN) del sensor, podemos convertir la señal de tensión recopilada en el valor real de corriente. La fórmula de cálculo es la siguiente:
IP = (Vout – 2.5V)/SN
Donde:
•IP es la corriente medida (unidad: A)
• Vout es la tensión emitida por el sensor (unidad: V)
•2.5V es la tensión de referencia con corriente cero
•SN es la sensibilidad nominal del sensor (unidad: V/A o mV/A).
Ejemplo:
Supongamos que se utiliza el sensor de corriente HAS14Z (SN = 104.2 mV/A o 0.1042 V/A).
•Si se mide Vout como 2.8V: IP = (2.8V – 2.5V) / 0.1042V /A ≈ 2.88A (corriente directa)
•Si se mide Vout como 2.2V: IP = (2.2V – 2.5V) / 0.1042V /A ≈ -2.88A (corriente inversa)
Los sensores de corriente de la serie HAS suelen tener los siguientes pines:
• VCC (+5V): Entrada positiva de la alimentación del sensor, conectada a una fuente de alimentación estable de 5V CC.
• GND: La tierra de alimentación y la tierra de señal del sensor deben compartirse con el cable de tierra del sistema de control.
• OUT (Vout): Pin de salida de tensión del sensor, utilizado para recopilar señales de corriente.
Typical wiring diagram (taking microcontrollers as an example) :
Precauciones de cableado
1). Fuente de alimentación: Asegúrese de proporcionar una alimentación estable de 5V al sensor. La calidad de la fuente de alimentación afecta directamente la precisión de la medición.
2). Tierra común: El sensor y el microcontrolador deben compartir la misma tierra para evitar errores de medición causados por diferencias de potencial de tierra.
3). Cableado: El cable de la corriente que se va a medir debe pasar correctamente por el orificio de medición del sensor y centrarse tanto como sea posible para garantizar el mejor efecto de medición.
La señal de salida de tensión de 2.5V±0.625V del sensor de corriente se recopila principalmente mediante un convertidor analógico-digital (ADC). Los pasos detallados son los siguientes:
1). Configuración del ADC:
•Seleccione el pin ADC: Conecte el pin OUT del sensor a uno de los pines de entrada ADC del microcontrolador.
•Configure la tensión de referencia: Configure la tensión de referencia del ADC en 5V (si el rango de salida del sensor es de 0.25V a 4.75V), o seleccione una tensión de referencia adecuada según la situación real. Asegúrese de que el ADC pueda cubrir todo el rango de salida del sensor.
•Configure la resolución y la frecuencia de muestreo: Seleccione la resolución (como 10 bits o 12 bits) y la frecuencia de muestreo del ADC según los requisitos de la aplicación. Una mayor resolución proporciona mediciones más precisas, y una frecuencia de muestreo más alta es adecuada para corrientes que cambian rápidamente.
2). Lea el valor del ADC:
•Los valores digitales de los pines de entrada ADC se leen periódicamente mediante programación del microcontrolador.
3). Convierta el valor del ADC a tensión:
•Convierta el valor digital leído al valor de tensión real Vout. Por ejemplo, para un ADC de 10 bits (0-1023) con una tensión de referencia de 5V, la fórmula de conversión es: Vout = (ADC_Value / 1024.0) * 5.0 (unidad: V)
4). Calcule la corriente real
•Use la siguiente fórmula para convertir la tensión Vout en la corriente real IP: IP = (Vout – 2.5V)/SN, donde SN es la sensibilidad nominal del sensor (unidad: V/A). Por ejemplo, la SN de HAS14Z es 0.1042 V/A.
Cálculo de ejemplo
Supongamos que se utiliza el sensor de corriente HAS14Z (SN = 0.1042 V/A).
•Si la tensión de salida Vout medida por el ADC es 2.8V: IP = (2.8V – 2.5V) / 0.1042V /A ≈ 2.88A (corriente directa)
•Si la tensión de salida Vout medida por el ADC es 2.2V: IP = (2.2V – 2.5V) / 0.1042V /A ≈ -2.88A (corriente inversa)
Siguiendo los pasos anteriores, puede recopilar y calcular con precisión la magnitud y la dirección de la corriente que se está midiendo.
Los sensores de corriente de la serie HAS con principio de lazo cerrado se utilizan ampliamente en los siguientes campos debido a su capacidad de medición de corriente bidireccional y sus características de salida de tensión:
• Control de motores: Logra un control preciso de velocidad y par para vehículos eléctricos, robots industriales y otros equipos.
• Sistema de gestión de baterías (BMS): Supervisa el estado de carga y descarga de la batería para optimizar su salud y eficiencia.
• Gestión de energía: Utilizado en UPS, SMPS, inversores solares, etc., controla con precisión el flujo de energía.
Sistemas de energía renovable: Supervisan la corriente en los puntos de conexión entre los sistemas de almacenamiento de energía y la red eléctrica para optimizar la conversión de energía.
• Automatización industrial: Proporciona datos de corriente en tiempo real para control de procesos, diagnóstico de fallos y protección de seguridad.
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