¿Cómo convertir un rango de 0.5 a 4.5V para un rango de 0 ~ 3.3V? Sensor de corriente ACS712 20A

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El número de pieza exacto es ACS712ELCTR-20A.

Teniendo en cuenta que se suministra exactamente a 5 V, su salida presentará 2.5 V cuando no haya flujo de corriente en sus clavijas principales. Desviación de salida = VCC / 2. Como su sensibilidad es de 100mV / A: Cuando la corriente instantánea es 20A en un flujo de dirección dado (-), su salida presentará 2.5V (desplazamiento) - 20x100mV = > 0.5V. Cuando la corriente instantánea es 20A en el flujo en dirección opuesta (+), su salida presentará 2.5V (offset) + 20x100mV = > 4.5V.

¿Hay alguna forma de convertir este rango (0.5 ~ 4.5V) a un rango de 0 ~ 3.3V con solo usar uno (o un máximo de 2) puertos OpAmp? Cuando entrada = 0.5V, salida = 0V. Cuando entrada = 4.5V, salida = 3.3V. Cuando Vin < 0.5V, Vout = 0, cuando Vin > 4.5V, Vout = 3.3V

Ya simulé el circuito que se describe a continuación, pero requeriría una buena área de PCB. Estoy buscando un circuito más simple que requiera menos área. Sería fantástico si ese "circuito más simple" no requiere el uso de una fuente de alimentación negativa.

Salida ACS712 (0.5 ~ 4.5) - > OPAMP1 [restador de voltaje de 2.5V] - > OPAMP2 [amplificador] - > OPAMP3 [rectificador de onda completa de precisión] - > OPAMP4 [buffer de tensión] - > 10 bit ADC 1Msample max, referencias GND y 3.3V, de una MCU. No puedo cambiar las referencias de ADC a 5V / GND. Max Vref + es 3.3V.

OPAMP1 y OPAMP2 es un IC suministrado con + 5V y -5V. OPAMP3 y OPAMP4 es un IC suministrado con + 5V y GND. Esta es la única señal leída por el ADC en todo el circuito. Puedo agregar un segundo canal ADC para leer la tensión de alimentación del ACS712 usando 2 resistencias del 1% también.

Saludos.

EDIT:

IntentaréusarsensoresACSxxxpara2aplicaciones.

HacealgunosmesesprodujealgunosprototiposdePCBeincluíalgunoscircuitosparapruebasenelmismopanel.Tengouncircuito(esquemaacontinuación)paraposiblespruebasrelacionadasconlapreguntadeestetema.Todavíanotuvetiemposuficienteparaprobarlo.

Elsiguientecircuitoesparalaaplicación1.Estaesunaaplicaciónfutura...AquísolonecesitoestimarelconsumodecorrienteCAdelacarga(suministrosconmutadosAD/DCocargadoresdeteléfonosinteligentes,porejemplo),sinprecisión.UsandounaMCUde8bitsquepuedehacer16MIPS,siesposible,usandopocoprocesamientoenelfirmware.Paraesteproyectousaréunsensorde5A(ACS712).SensoryMCUsesuministrana5V.ADCref=5V/GND.ElsensordebesoportarunsuministrodeCAdehasta250VCAytenerunasalidaaisladaeléctricamente.

Aplicación 2: La aplicación actual. Aquí, la MCU necesita poder saber si hay corriente o no que fluye a través de la carga (inductiva) y tal vez (no es necesario) detectar algunas sobrecorrientes posibles en ella. El proyecto utiliza una MCU de 32 bits que puede hacer 40MIPS. Actualmente, MCU se suministra con 3.3V y el sensor ACS-712-20A se suministra con 5V. En la salida del sensor estoy usando un divisor de 5.6K / 10K, que es leído por la MCU y hago el trabajo en firmware. Después de algunas respuestas sobre el tema, veo que puedo probar otros sensores ACSxxx en lugar de ACS-712-20A, uno que podría suministrarse con 3.3V. El sensor debe soportar un suministro de CA de hasta 250 VCA y también debe tener una salida aislada eléctricamente. El circuito es mínimo en esta aplicación. Solo quería comprobar qué se podía hacer en términos de hardware.

    
pregunta abomin3v3l

4 respuestas

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¿Desea conectar un sensor de corriente ACS712 a un procesador de 3.3 V (por ejemplo, una placa Arduino)?

El ACS712 es para 5V (4.5 a 5.5V). En la hoja de datos hay una "Aplicación 4" que muestra cómo escalarla en el rango de 3.3V. No necesita el rectificador con el diodo, por lo que solo se necesitan dos resistencias para escalar la tensión de salida. Sugiero 4k7 (o 5k6) y 10k.

¿Has probado un ASC712? Todos sus cálculos y simulaciones no muestran lo que el ASC712 está haciendo en un proyecto real. Es ruidoso y sensible a influencias magnéticas de cables y transformadores.

Para voltajes bajos, los sensores de corriente del lado alto son más precisos. Por ejemplo un INA169. Para voltajes altos, por ejemplo, la tensión de red de 110V o 240V, la mayoría de los módulos ACS712 ni siquiera cumplen con las especificaciones para eso.

Otros sensores de corriente ACS están disponibles para 3.3V. Algunos trabajan con 3.3V y 5V. Por ejemplo, este: Sensor de corriente de Pololu

¿Has oído hablar del problema XY? xyproblem.info
Está intentando hacer que el ASC712 funcione con mucho esfuerzo, mientras que solo se necesitan dos resistencias, y otros sensores de corriente son más adecuados.

    
respondido por el Jot
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Si sus salidas son de baja impedancia o están en búfer, entonces puede usar un amplificador diferencial. Un esquema básico es el siguiente,

Lafuncióndetransferenciamapea0.5a4.5a0a3.3.Aunquesugeriríalimitarelswingdesalidaunos100mVporencima/pordebajodelosrieles.

Editar:muestraelvérticedeADCREF/2,resistenciasdeescalasegúnseanecesario.

    
respondido por el sstobbe
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Utilice acs711 (rango de 3.3V). Es cierto que todos los que sufren de ruido, pero para aplicaciones de bajo costo, no encontrará nada mejor.

    
respondido por el Gregory Kornblum
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¿Realmente necesitas hacer esto? Estos sensores de corriente no son dispositivos de precisión. El error y la no linealidad se especifican al 1.5%. Eso significa que realmente no tiene que preocuparse por extraer el rango más dinámico de su ADC. El sensor siempre va a ser el factor limitante. Simplemente use un par de resistencias como divisor de voltaje 3: 2 y (si es necesario) agregue un búfer opamp de ganancia unitaria. Deje que la desviación y escala cero sean lo que serán, y ajústelas en el software.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el Evan

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