Módulo sensor de tensión FZ0430 con PLC basado en Arduino: conexión y sketch

El FZ0430 es un módulo divisor resistivo que escala tensiones DC de hasta 25 V al rango de 0–5 V legible por una entrada analógica de Arduino. Conectarlo a un PLC basado en Arduino permite monitorear tensión directamente sin acondicionamiento de señal adicional — útil en cualquier aplicación donde necesites controlar la tensión del bus DC, el estado de la batería o la salida de un panel sin interrumpir el circuito.

Este post cubre las especificaciones del módulo, la conexión a un PLC M-Duino y un sketch Arduino funcional que convierte la lectura ADC en la tensión real medida.

Especificaciones del FZ0430

El módulo aplica un divisor de tensión fijo: Vout = Vin × R2 / (R1 + R2) = Vin / 5. Invirtiendo esto en el sketch se obtiene la tensión real de entrada: Vin = Vout × 5.

Requisitos

• PLC basado en Arduino con entradas analógicas (M-Duino 21+, 42+, 58+, o Ardbox Analog)
• Módulo sensor de tensión FZ0430
• Arduino IDE con la librería de placas Industrial Shields instalada
• Fuente de tensión DC a medir (batería, bus, salida de panel — máx. 25 V)

No se requieren librerías adicionales.

Conexión

El FZ0430 tiene dos grupos de conexiones: pines de señal (VCC, GND, SIG) para el lado Arduino, y bornes de tornillo (VIN+, VIN−) para la tensión a medir.

No superar 25 V en el terminal VIN+. El terminal VIN− debe compartir la misma referencia de tierra que el M-Duino.

Sketch de Arduino

El sketch lee la salida SIG, la convierte a tensión y aplica la relación del divisor para recuperar la tensión real de entrada. Ajusta DIV_RATIO si calibras con un multímetro de referencia.

// FZ0430 voltage sensor — Arduino-based PLC
// Reads DC voltage up to 25 V on M-Duino analog input

#define SENSOR_PIN   A0      // I0.12 on M-Duino
#define DIV_RATIO    5.0     // FZ0430 divides input voltage by 5
#define NUM_SAMPLES  50      // Samples to average per reading

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  long sum = 0;
  for (int i = 0; i < NUM_SAMPLES; i++) {
    sum += analogRead(SENSOR_PIN);
    delay(2);
  }
  float avgADC = sum / (float)NUM_SAMPLES;

  // M-Duino 0–10 V input: full ADC range (0–1023) = 10 V
  float vout = (avgADC / 1023.0) * 10.0;

  // Recover actual input voltage using the divider ratio
  float vin = vout * DIV_RATIO;

  Serial.print("Vout: ");
  Serial.print(vout, 3);
  Serial.print(" V  |  Vin: ");
  Serial.print(vin, 3);
  Serial.println(" V");

  delay(500);
}

El FZ0430 genera de 0–5 V para una entrada de 0–25 V. En la entrada analógica 0–10 V del M-Duino, esto usa aproximadamente la mitad del rango ADC (ADC ≈ 512 con Vin = 25 V). Para mayor resolución en un rango de tensión conocido, añade un factor de calibración por software contra un multímetro de referencia.

Casos de uso industriales

El monitoreo de tensión DC con el FZ0430 se aplica a diversas tareas de instrumentación de campo:

• Monitoreo del estado de la batería — controla la tensión de baterías de 12 V o 24 V en sistemas SAI y de respaldo
• Monitoreo del bus DC — supervisa la tensión del bus DC de inversores y variadores para detectar condiciones fuera de rango
• Salida de paneles solares — mide la tensión en circuito abierto y de operación por string
• Verificación de salida del generador — confirma que la salida DC está dentro de especificación antes de conectar la carga
• Salud de la fuente de alimentación — registra la deriva de tensión a lo largo del tiempo como indicador temprano de degradación

Para medición de tensión AC, la opción adecuada es un transductor de tensión AC dedicado con salida 4–20 mA. El FZ0430 es exclusivo para DC.

Ejecutar esto en hardware de Industrial Shields

Las familias M-Duino y Ardbox de Industrial Shields son controladores programables basados en placas Arduino originales — el mismo hardware e IDE que ya estás utilizando. Los PLCs M-Duino (21+, 42+, 58+) son controladores en carril DIN basados en el Arduino Mega, con protección industrial de E/S, alimentación de 12–24 VCC y relés, E/S analógicas y digitales listos para instalación en panel. La serie Ardbox aporta el mismo endurecimiento industrial en un factor de forma más compacto basado en el Arduino Leonardo.

Ambas familias ejecutan sketches estándar de Arduino sin modificaciones. El ejemplo del FZ0430 funciona tal cual — conecta el módulo a la entrada analógica, súbelo desde el Arduino IDE, y el PLC lee y reporta la tensión dentro de una envolvente IP20 lista para instalación en armarios industriales.