Medir la corriente es sencillo, ¿no?
Tomas un multímetro, lo conectas
a los dos cables, y lees la medida.
Si quieres hacer lo mismo con un
microcontrolador, como un Arduino
 o un ESP, se complica un poco más.
Investiguemos, veamos cómo funciona
y cuál es el mejor sensor
para nuestros proyectos.
¡Saludos, youtubers!
Les habla el tipo del acento suizo.
Con un nuevo episodio e ideas
innovadoras sobre sensores
y microcontroladores.
Recuerda que, si te suscribes,
siempre estarás en primera fila.
En este video, vamos a:
Ver los diferentes métodos que hay
para medir la corriente,
sus ventajas y desventajas.
Ver en dónde poner atención.
Ver las placas más conocidas
Construir un modelo con cada placa
para ver cómo se pueden usar
Al terminar, sabrás qué módulo
prefieres y cómo usarlo.
Como ya dije, medir la corriente
es sencillo.
No tanto como medir el voltaje
o la resistencia,
porque debemos acordarnos de cambiar
un cable a un conector diferente.
Por lo general, luego tenemos
esta opción:
mA/uA o 10A.
La primera pregunta es: ¿Por qué
debemos cambiar el conector?
Y la segunda: ¿Por qué necesitamos
dos conectores diferentes?
La primera respuesta es que
estos multímetros no pueden
medir la corriente en verdad,
solo pueden medir voltaje.
Por eso usamos la ley de Ohm I=U/R
para medir la corriente.
Estos medidores tienen una resistencia
entre los conectores
de la izquierda y la derecha, y miden
el voltaje a través de este resistor,
usan la ley de Ohm,
y te muestran la corriente.
Sencillo. Pero ¿por qué
necesitamos dos conectores?
Es por la tensión de carga.
Si quieres saber más, puedes mirar
este video que aparece a la derecha.
Aborda las medidas de corriente
más pequeñas como el modo hibernación.
Resumido: si dibujamos el diagrama
completo de nuestra medida
de corriente, incluyendo 
una fuente de alimentación
como una batería y una carga
como un ESP8266, que consume 100mA,
 podemos hacer algunos cálculos.
Si queremos que a nuestro
medidor le resulte fácil,
usaremos una resistencia de 1 Ohm.
100mA conducen a un voltaje de 100mV,
que pueden medirse fácilmente
con el medidor integrado.
Por desgracia, estos 100mV
se pierden en esta resistencia.
Si la resistencia fuera más grande,
el ESP no recibiría suficiente voltaje
y dejaría de funcionar.
Por eso necesitamos
un segundo conector,
que tiene una resistencia mucho más
pequeña entre los conectores.
Esto conduce a una
tensión de carga menor.
También debemos acordarnos
de la disipación de energía.
Si utilizamos un resistor de 0,1 Ohm
para el rango de 10A,
se disiparía 10Watt. Necesitaría
una resistencia barata.
Aquí tenemos un multímetro diferente
sin estos conectores adicionales para
la medición de la corriente.
Pero con esta pinza. Este medidor
utiliza los llamados “sensores Hall”
 para medir el campo magnético.
Mide la corriente sin contacto
y sin la tensión de carga.
Es primordial que solo le des energía
a un cable a través de la pinza.
Si alimentas ambos cables,
mostrará una medida de cero
porque la corriente directa
y la inversa son las mismas,
 y se cancelan entre sí.
¿Cómo funciona?
La corriente crea un campo magnético
alrededor del cable,
y la pinza lo recoge.
Y si envuelvo la pinza dos veces
con el cable,la corriente se duplica.
Además, si coloco un imán cerca de la
pinza, muestra una corriente de nada.
Así que atención con los imanes.
Este rango de corriente
es alto, de hasta 600 A.
Mide la corriente en ambas direcciones,
y también, corriente alterna.
Pero la precisión es baja, como vemos.
Ya vimos dos maneras de medir
la corriente con multímetros.
Aquí, tenemos algunos sensores
para nuestros proyectos con MCU.
Para empezar, podemos medir
las corrientes del lado “alto” o “bajo”.
Ahora te preguntarás: ¿por qué
necesitamos un sensor más?
Podemos insertar una resistencia
y medir el voltaje a través de ella
con una de nuestras entradas analógicas.
Probemos del lado “bajo” primero.
Insertamos el resistor y la realidad
es que podemos medir el voltaje.
Ahora podríamos conectar la entrada
analógica del Arduino a la resistencia.
La primera pregunta es: ¿de qué lado?
La entrada analógica del MCU mide
el voltaje en relación a tierra.
Si conectamos la entrada a este lado,
seguro que serán cero voltios.
Por eso debemos
elegir el otro lado.
Si corroboro con mi multímetro,
vemos que este voltaje es negativo
comparado con tierra y, por desgracia,
las entradas analógicas
se dañan si reciben mucho
voltaje negativo.
Qué bueno que me fijé antes
con mi multímetro.
Ahora dirás: agrega un amplificador
operacional inversor
y te dará un voltaje positivo.
Claro que sí,
pero solo si el amplificador tiene
una fuente de +/-5V.
Necesitaríamos un voltaje negativo
más, lo cual no es muy conveniente.
Así que diría que abandonemos este 
lado y probemos con el lado “alto”.
Debería resultar mejor.
Inserto el mismo resistor del
lado alto y mido el mismo voltaje.
Surge la misma pregunta:
¿En dónde conecto la entrada?
Recordemos que la entrada analógica
mide el voltaje en relación a tierra,
así que, en este caso, siempre mide
VCC del MCU.
Aquí, el voltaje es más alto que VCC,
lo cual no se puede medir
con una entrada analógica.
Tú dirás: qué fácil, añade
un divisor de voltaje.
Sí, puedo hacer eso, y funcionará.
Puedo agregar una entrada analógica
al divisor de voltaje
y restar los dos valores
sin un sensor.
¡Éxito! Reemplazamos un sensor
de corriente con dos resistencias.
Por desgracia, existe una desventaja:
el voltaje de la resistencia es la tensión
de carga y, como ya vimos,
debe ser pequeña.
Por ejemplo, un resistor de 0,1 Ohm,
con un consumo de 100mA y 5 voltios:
la entrada analógica medirá
5,01/2 voltios = 2,505 voltios
 debido al divisor de voltaje.
Esto da como resultado 512 o 513 en el
Arduino, debido al ADC de 10 bits.
El otro medirá el valor máximo
porque mide VCC: 1023.
Multiplicamos por dos el primero
y restamos el segundo valor.
La diferencia es: 1.
Si aumentáramos la carga a 200 mA,
mediríamos 2,51 voltios,
lo cual resultaría en 513 o 514.
Hay una diferencia de dos
en la duplicación de la corriente.
Muy poco sensible.
De nuevo, dirás: ¡agrega
un amplificador!
Sí, en este caso tienes razón.
Pero observemos la selección
de sensores que tengo aquí
y veamos cómo manejan esos problemas.
En la primera categoría,
los que tienen resistencias:
En la segunda categoría,
los que tienen “sensores Hall”:
Y el último, que está en el medio:
el contador Coulomb LTC4150.
La mayoría de los sensores de las dos
categorías tienen una salida analógica
y se necesita una entrada para medir.
Los MCU regulares tienen
entradas analógicas incorporadas,
y puedes usar una de ellas si te basta.
Si no, debes añadir
un conversor ADC externo.
Si creas un circuito analógico,
no necesitarás un ADC, por supuesto.
Dos de los sensores vienen
con un ADC incorporado
y un circuito I2C.
Es muy útil para proyectos con MCU.
Echemos un vistazo a los sensores
de la primera categoría:
la parte analógica de los sensores
con resistencias es muy similar:
insertan un resistor
a la parte superior
y contienen más o menos
un amplificador operacional.
No es uno estándar, igualmente.
Observemos el diagrama del INA169.
Soporta tensiones de hasta 60 voltios.
Y porque mide la diferencia de voltaje
a través del resistor más pequeño,
su rechazo de modo normal y
los errores de su tensión de offset
deben ser muy pequeños.
Para el INA169, podemos cambiar los
valores de dos resistores: Rs y Rl.
Ambos modifican la sensibilidad del chip.
La placa que tengo tiene
Rs= 0.1 Ohm y Rl=10k,
lo cual nos da
a una sensibilidad de 1 V/A.
Veámoslo. Lo conecto a mi fuente 
de alimentación
R6006 para crear corriente.
La carga es un IT8512A.
Nos acercamos a 1V por 1A.
A los 4A, solo obtendremos 3,6 voltios.
Entonces, esta configuración
aplica para hasta 3A, más o menos.
Igualmente, es muy importante
que conectes la tierra de la carga
a la tierra de tu sensor y tu MCU.
De lo contrario, no obtendrás valores
exactos y quizás dañes el sensor.
Si aumentamos el voltaje, no importa.
Marca el mismo valor.
¡Este amplificador operacional
es muy preciso!
El voltaje mínimo depende 
de la corriente medida.
Baja a más o menos 3 voltios
si permaneces por debajo de 1A.
Así que se puede utilizar
en una configuración
de MCU con una batería
de ion de litio.
Probemos con el sensor MAX4080. Solo
tienes un resistor para usar: Rsense.
En lugar de cambiar Rl, obtienes
versiones diferentes del chip.
Aquí tengo la versión T, que tiene
una sensibilidad de 20 V/V.
No hallé una placa de circuito impreso
para este chip.
Por eso lo tengo en una placa de prueba.
Uso dos resisores de 1 Ohm
en paralelo, como Rsense.
lo que da como resultado
0,5 Ohm.
1A debería crear 0,5 voltios.
Multiplicado con la sensibilidad
de 20, son 10 voltios.
Ves que es un chip muy sensible
y, en esta configuración,
solo puedo medir hasta 400mA.
Con una resistencia de 0,1 Ohm,
podría medir hasta 2A.
Ambos chips sirven para proyectos que
incluyan paneles solares, por ejemplo.
Para otras cosas, no tengo
una preferencia.
Vayamos al INA219.
Tiene un "amplificador de ganancia
programable".
Es comparable con los
amplificadores que usé antes.
Existen dos diferencias: como
lo indica el nombre, la ganancia
puede cambiar, y como podemos ver,
la entrada también.
A diferencia de los otros dos chips,
tiene tiene un convertidor
de analógico a digital integrado,
y un circuito I2C.
Parece ser un muy buen chip.
Veamos cómo conectarlo
a nuestro proyecto.
Como antes, añadimos un resistor
a la parte "caliente", llamado Rshunt,
y conectamos Vin+ y Vin-
a esta resistencia.
Todo igual que antes.
Por suerte, tenemos una biblioteca
predefinida para este chip,
y podemos iniciarlo.
No solo muestra la corriente,
sino también el voltaje.
Esto se debe a este switch.
Si se cambia, el amplificador mide
el voltaje desde Vin- a tierra.
¡Genial! Con estas medidas, también
podemos calcular la potencia.
Agrego: el sketch mezcla el voltaje
del Bus y de la carga.
Es obvio que el voltaje de la carga
debe ser más bajo que el del Bus.
La placa también tiene un resistor
de 0,1 Ohm, y el sketch de Adafruit
ofrece estos tres "rangos":
Entonces, es lo mejor para medir la
corriente que produce un panel solar
o la de una batería.
O ambos, usando dos sensores INA219.
También me gusta el circuito 
I2C porque podemos colocar
lo que es analógico y sensible
cerca de la acción.
y usar cables digitales más largos
a nuestros MCU, si es necesario.
Esto nos lleva al sensor INA3221.
Tiene tres sensores
como el INA219 en un chip,
lo cual, en principio, sería útil
para paneles solares porque
como vimos,
necesita dos INA219.
Por desgracia, el diseñador
de la placa tenía otra idea en mente
y conectó todos los
pines Vin+ juntos.
Por eso, solo la podemos
usar con esa configuración:
Una batería con tres cargas.
No fue muy astuto.
Este parece estar mejor diseñado,
pero ahora no lo tengo.
Antes de comprar, observa
esta diferencia: el que es mejor tiene
dos pines ground, y el otro,
tres pines diferentes.
Por cierto, también puedes
encontrar placas con el INA226,
muy similar al INA219.
Tiene un voltaje máximo un poco
mayor, y un pin de alerta adicional
para protección contra sobrecorriente.
Los cinco sensores no pueden
medir corriente inversa.
Ahora, los sensores de efecto "Hall".
Como ya mencioné, tienen
tres ventajas importantes:
El circuito de medición no está
conectado al cable de alimentación.
Entonces, funcionan tanto del lado
"bajo" como el "alto".
No deberían crear una tensión de carga
porque solo usan el campo magnético.
Pero dos de los tres sensores tienen
que insertarse en línea, igualmente.
Así que es de esperar que también
creen una pequeña tensión de carga.
Comúnmente, miden en ambas direcciones,
y a veces se usan para medir AC.
Si miramos la descripción, veremos que
están diseñados para alta corriente.
Por eso son menos precisos
para baja corriente.
Y se pueden ver afectados con imanes,
como mostré con el medidor de pinza.
Comencemos con el chip
más pequeño, el ACS712.
Tiene tres versiones: 5, 20 y 30A.
Es un chip diminuto y creo que 30A
es mucho para él,
aun si utiliza 2 pines para las
conexiones a la carga y la batería.
Yo creo que usaría la versión de 5A,
además porque la sensibilidad
del más "fuerte" es menor.
En teoría, puedes conectarlo
al cable de red.
porque los pines de la medida
están separados de los pines
que están conectados al MCU.
Sin embargo, no confiaría en un chip
tan pequeño con distancias tan cortas.
Como sea, no me gusta mucho trabajar
con cables de red.
Conectémoslo. Lo primero que vemos es
que hay 2,5 voltios con cero amperes.
Es la mitad de la tensión
de entrada de 5V.
Si aumentamos la corriente, agrega
alrededor de 0,18mV por amperio
y termina en 3,4V.
La diferencia total es de 0,9 voltios.
Si invierto la dirección, la tensión
baja y termina en 1,6 voltios.
También una diferencia de 0,9 voltios.
Parece que funciona.
La misma copañía fabrica
su hermano mayor... ¿o hermana?
Es el ACS758.
Los consigues para corrientes
más altas de hasta 200A.
Yo tengo el de +/-50A.
Debería crear 40mA/A.
Veamos.
Un total de 2,5 voltios con 0A
y 2,7 voltios en 5A.
Necesito una fuente eléctrica
más potente para examinar esta bestia.
Mientras la busco, puedes darle
pulgares arriba al video
o suscribirte si aún no lo has hecho.
Encontré uno que sirve para 20A.
Podemos continuar.
Los resulltados son los que imaginaba:
3,3V en 20A.
 Parece que el sensor funciona.
Además, las distancias son mayores.
Entonces, si quieres algo para red,
esta debe ser la mejor opción.
El último, el WCS1800, se parece
a mi medidor de pinza.
Se puede meter un cable de red
sin necesidad de cortarlo.
Tiene un rango de 35A.
Si lo conectamos a 20A, muestra
2,5 voltios en 0A
y 3,7V en 20A.
Tiene una sensibilidad de 60mV/A.
Para un cable de red, usaría este.
Además, no necesito cortar un cable,
lo que es ilegal en muchos lados.
La última placa es especial:
llaman a la LTC4150
el "contador Coulomb".
Es un simple dispositivo
con una batería.
El chip cuenta las "cargas" que
entran y salen de la batería.
Puede servir para calcular el
estado de carga de un elemento en %.
El chip simplemente genera una señal
de interupción para cada carga.
Según otro pin, el MCU obtiene
la dirección de la carga.
Si la batería tiene carga,
la suma, y si no,
 la resta del porcentaje real.
Entonces, es una combinación de
dos sensores de corriente
y un sensor de tensión.
En resumen: hoy probamos dos sensores
de corriente:
El "shunt", que mide un voltaje
a través de una resistencia,
y los "Hall", que están
aislados eléctricamente
del cable de alimentación.
Los shunt solo funcionan del lado alto
y crean una tensión de carga.
Están conectados eléctricamente
a la fuente de alimentación
y no funcionan
para el cable de la red.
Miden la corriente
en una sola dirección.
El rango se puede ajustar, pero solo
algunos amperios.
Porque el rango es pequeño,
tienen mayor presición.
Lo puedes conseguir con un conversor
ADC integrado y una interface I2C.
La combinación ideal para proyectos
de MCU de baja potencia,
como paneles solares.
Estos chips también
pueden medir la tensión.
Incluso puedes adquirir INA3221
con tres canales incorporados.
Es ideal para medir
más de una corriente.
Presta atención a la versión
que vas a adquirir.
Los sensores "Hall" están hechos para
altas corrientes, tienen menos
sensibilidad y presición.
Los consigues para rangos
de hasta 200A.
Se pueden usar del lado alto y bajo, y
miden corrientes en ambas direcciones.
La mayoría se debe conectar
eléctricamente a la alimentación.
No usaría los más pequeños
para aplicaciones de corriente de red.
El WCS1800 funciona con un sensor Hall
aislado por completo.
¿Cuáles prefiero?
El INA219 o, si necesito más de uno,
el INA3221.
Para proyectos analógicos, creo que
usaría el INA169 o el MAX4080.
Creo que no necesitaría
el ACS712 y el ACS758,
porque no tengo proyectos en mente
con grandes motores.
Para proyectos con medición de
corriente de red, usaría el WCS1800
por su precisa separación.
Eso fue todo. Como siempre,
encontrarás todos los enlaces
importantes en la descripción.
Espero que este video haya sido útil o,
al menos, interesante.
Si es así, puedes apoyar mi canal
para que siga existiendo en el futuro.
Gracias, ¡adiós!
