Medición de corriente CA usando resistencia de derivación

Necesito medir la corriente CA RMS usando una resistencia de derivación. El rango de corriente CA es 0-8A RMS. La resistencia de derivación elegida es de 100 mohm. lo que me da un máximo de 8 * 1.414 * 10 = 1.13 voltios que usaré para alimentar un opamp para amplificarlo aún más a alrededor de un máximo de 3V con la configuración de ganancia adecuada. y eso irá a mi microcontrolador ADC (solo 0 a 3V). Dado que en mi circuito solo hay suministro positivo, usé un amplificador operacional de suministro único (creo que el medio ciclo negativo será cortado por opamp). a continuación se muestra el circuito ruff.

qué circuito de los dos siguientes parece estar bien para comenzar.

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depende de lo que quieras decir con tu símbolo de suelo. CKT1 parece bastante peligroso, conectando a tierra el terminal vivo.
¿Cuál es el voltaje de CA? Si se trata de voltaje de la red, debe repensar todo su enfoque. No creo que quieras usar una derivación. Probablemente debería usar un transformador de corriente o un sensor de corriente de efecto Hall (como el ACS712) con una clasificación de aislamiento. CKT2, en particular, conecta directamente el voltaje de carga completa a través de su capacitor inferior de 22pF. Ciertamente no quieres hacer eso.
Si debe usar una derivación, debe estar en el lado N. Puede acoplar capacitivamente el voltaje de derivación a su amplificador. Pero esto parece un peligro potencial para la seguridad, dependiendo de lo que intente hacer. Puede ser útil proporcionar más antecedentes sobre lo que está haciendo.
su voltaje de línea de 230 V CA, necesita una solución de bajo costo, es por eso que usé una resistencia de derivación, CT es un poco costoso aquí, tampoco puedo usar una derivación en el lado bajo ya que la carga está fuera de la unidad.
La primera regla para medir la corriente RMS es no estropearla rectificándola. ¿Puedes manejar 6 vatios disipados por la resistencia?
gracias @Andy alias por señalar esto, sí, puedo reducir el valor de la resistencia de derivación, que puede amplificarse aún más con la ganancia del amplificador operacional, el único problema es que la CA también tiene un ciclo negativo, pero no tengo un suministro negativo para el amplificador operacional, así que espero que el amplificador operacional corte el medio ciclo negativo. (en firmware que puede ser manipulado). o hay algún método de bajo costo para medir la corriente alterna.
El aislamiento va a ser un gran problema. De la forma en que lo ha dibujado, todo su circuito es peligroso al tacto y debe aislarse. Solo probarlo y depurarlo va a ser extremadamente difícil.
Creo que habrá algún método para detectar la corriente alterna a través de la derivación y la alimentación al ADC. (método no aislado para soluciones muy perdidas)
Creé una derivación de 12 miliohmios usando 3 pies de cable sólido de 16 AWG, si no recuerdo mal. Lo puse en el lado neutral de un tomacorriente dúplex (EE. UU.), rompiendo la oreja y uniéndola con el cable de derivación. Lo puse todo en una caja de salida de metal con un cable de 3 hilos. Con un multímetro en los terminales blancos, leyó 0,1 voltios para 1000 W (que son 8,3 amperios a 120 voltios). Aún así, 3 pies de cable doblado (no enrollado) es bastante grande. Y disiparía alrededor de 1 vatio de calor. Una derivación puede no ser la mejor solución, pero entonces, ¿qué es?
@mkeith Tener la derivación en el cable N no lo hace seguro, ni siquiera si puede garantizar que la polaridad permanezca. Piense en un cable N roto. Obtendrá la red eléctrica a través de la carga.
@ user287001, poner la derivación en el punto neutral sería más seguro en la práctica porque ambos lados de la derivación PROBABLEMENTE no le darían una descarga eléctrica en condiciones normales si los tocara. Todavía tendría que diseñar para un aislamiento total. No cambiaría los requisitos de diseño.

Respuestas (2)

Primero: su uC tendrá contacto galvánico con la red eléctrica de CA. Será un efecto bastante sorprendente notarlo de repente durante el uso, si no se tiene en cuenta desde el principio.

Todo el sistema uC debe estar aislado de forma segura sin ningún circuito accesible. Este es un desafío hasta que funciona con batería y no hay dispositivos externos conectados de otra manera que no sea de forma inalámbrica.

Si hubiera colocado la resistencia de detección en el cable N y asegurado el sistema para que permaneciera así, los requisitos de aislamiento serían menores. Desafortunadamente, no tiene forma de garantizar que la polaridad permanezca y que el cable N sea irrompible. Por lo tanto, en la práctica, no se dispondrá de alivio de aislamiento.

Al menos considere tener un transformador de corriente o una pinza de corriente (= transformador o efecto Hall) para romper el contacto galvánico con la red de CA. No debería haber problema con 50...60 Hz y una corriente tan grande. Resuelve el problema de aislamiento al instante, porque no hay contacto galvánico. Si el transformador de corriente o la pinza cuestan demasiado, piense en un optoacoplador en modo lineal o en un transformador de corriente casero.

Segundo: su amplificador diferencial tiene solo 3 resistencias, se requieren 4 si desea que el resultado sea la corriente.

Si tiene que conectarse a una red principal, usaría una solución de optoaislador, desde el principio. He hecho esto con un gran banco de baterías para medir el voltaje y la corriente positiva. No quería crear un circuito de tierra con el equipo y el banco. El MSP430f2013 tiene un ADC DS de 16 bits, muchos bits. Mantenga su derivación en el rango de milivoltios y el ADC medirá muy bien negativo a Vdd.

Es de tan baja potencia que puede suministrarla desde un simple suministro de diodo/condensador desde el otro lado de la red principal. Además, TI tiene una línea de MSP430 específicamente diseñada para este tipo de trabajo y con 24 bits. La submedición es fácil . Lo que me gusta del 2013 es que viene en un chapuzón para la creación de prototipos baratos y fáciles, y es barato. Probablemente más barato que usar amplificadores operacionales para llegar a otro micro sin aislamiento. En mi caso, utilicé el UART para bombear un flujo de datos a través del optoaislador.

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