Medición de corriente en circuito combinado con derivación

Existen soluciones IC modernas muy convenientes para medir la corriente del lado alto. Por ejemplo, considere el monitor de derivación de corriente de salida de corriente TI INA169 de 60 V, lado alto y alta velocidad . Incluso puede obtener una placa de conexiones lista para usar de proveedores como SparkFun, et.al.

Por lo general, no es deseable colocar una derivación en el lado de retorno a tierra debido a las posibles interacciones con las conexiones a tierra externas. A menos que todo el circuito esté bajo su control (sin conexiones externas).

Su dibujo es lo suficientemente bueno y no necesita una derivación para corrientes tan bajas. Una resistencia de precisión de .1 ohm .1% 5 watts puede ser más económica que una derivación. Las derivaciones de precisión pueden ser costosas, mientras que las resistencias de tolerancia de .1% se están volviendo comunes. 1 amperio fluyendo a través de una resistencia de 0,1 ohmios = 100 mV.

Además, no necesita un DAC bipolar si no está leyendo un flujo de corriente negativo. Un DAC de 12 bits de bajo costo le dará 3-1/2 dígitos de resolución. Puede considerar un medidor de panel digital de Modutec para una lectura directa y usar el DAC con una placa Raspberry Pi como registrador de datos, aunque creo que algunas versiones de Raspberry Pi tienen opciones de entrada analógica.

Está en el camino correcto, pero generalmente tratamos de no perturbar o "cargar" demasiado el circuito al tomar medidas. Eso generalmente significa que cuando medimos voltajes usamos un medidor de resistencia de entrada alta y cuando medimos corrientes (como en este caso) usamos derivaciones de baja resistencia. Como indicaste en tu dibujo, la derivación podría causar una caída de 10 V, ¡dejando solo 2 V para el motor! En la práctica, la derivación provocaría una caída de voltaje tan grande que la corriente del motor también caería y no se alcanzaría la situación de 2 V.

Para cumplir con nuestro criterio de no perturbar demasiado el circuito, podríamos decidir que podríamos tolerar una caída de 0,2 V a 1 A. A partir de eso, podríamos calcular la resistencia de derivación como$R = \frac {V}{I} = \frac {0.2}{1} = 0.2~\Omega$. Esa es la derivación resuelta.

Ahora tenemos el problema de que 0,2 V no nos dará una buena resolución en nuestro DAC de 0 a 10 V, por lo que se requiere un amplificador. Podemos calcular la ganancia,$G = \frac {V_{OUT}}{V_{IN}} = \frac {10}{0.2} = 50$. Esto generalmente se haría usando un opamp en modo de amplificador no inversor.

Puede colocar una derivación en la pata de cada carga para medir ambas de forma independiente.

Como alternativa, podría investigar los sensores de corriente de efecto Hall.

Figura 1. El efecto Hall genera un voltaje a través de un conductor que transporta corriente expuesto a un campo magnético.

Estos sensores transmiten una pequeña corriente conocida a través de una parte del chip que se coloca en el campo magnético alrededor del conductor que lleva la corriente. El pequeño voltaje inducido a través del conductor se amplifica para dar una señal adecuada para la interfaz directa con un micro circuito ADC.

Figura 2. Para mejorar el campo magnético, generalmente se emplea un núcleo toroidal y el sensor de efecto Hall se inserta en un pequeño espacio. Una o más vueltas del conductor que lleva corriente pasan a través del núcleo para obtener la relación de amperios-vueltas necesaria para optimizar la resolución del circuito completo.