Módulo Conversor LTC1966 RMS a DC Delta Sigma Micropotencia

Análisis general del producto

Tras varias semanas de pruebas de banco con el módulo CJMCU-6668, mi conclusión es que nos encontramos ante una placa de ruptura muy correcta del LTC1966, ese convertidor True RMS de Analog Devices que lleva años siendo una referencia silenciosa en instrumentación de bajo consumo. Su función es sencilla de explicar pero difícil de sustituir bien: recoge una señal alterna —sinusoidal o no— en sus entradas y entrega en OUT una tensión continua proporcional al valor eficaz real de dicha señal. Eso significa que puedo medir el RMS de una onda cuadrada, una señal PWM filtrada, un ruido o un tren de pulsos distorsionado sin el error sistemático que cometen los rectificadores promediadores cuando la forma de onda se aparta de la senoidal pura.

Lo que más valoro tras usarlo en tres proyectos distintos —un medidor de ripple para fuentes de laboratorio, un monitor de consumo en un driver de LED y un detector de nivel de audio para un registrador con Arduino— es la estabilidad de la conversión. La arquitectura Delta Sigma con la que trabaja el chip evita la deriva de escala característica de los convertidores logarítmicos, así que la calibración que hago un día se mantiene prácticamente idéntica semanas después, algo imprescindible cuando el módulo va soldado dentro de un equipo de medida del que no quieres andar sacándolo cada dos por tres.

Calidad de construcción y materiales

La placa de ruptura llega con el integrado en formato MSOP ya montado sobre un adaptador con los pines accesibles: VCC, VSS, IN1, IN2, OUT y EN. Las soldaduras son limpias en las unidades que he revisado, con el pins-out correctamente alineado y sin residuos de flux apreciables. El CJMCU suele ser una etiqueta de calidad variable según el fabricante que monte el lote, por lo que recomiendo verificar con una lupa la coplanaridad de los pines antes de insertarlo en una breadboard; en mi lote de cinco unidades, todas pasaron la inspección sin problema.

Un detalle importante: el chip original es minúsculo y delicado frente a descargas electrostáticas. Trabajo siempre con pulsera antiestática al manipularlo y conviene no soldar directamente sobre las pistas del adaptador sin controlar la temperatura del cautín, alrededor de 320 °C y con tiempos cortos.

En cuanto al pinout, el comportamiento del pin EN me parece un acierto de diseño: al quedar conectado a nivel bajo por defecto, el módulo arranca habilitado sin necesidad de electrónica adicional. Si quiero gestionar el consumo por software, basta con levantar esa línea con una salida digital o un transistor para poner el convertidor en reposo, donde el consumo cae al orden de décimas de microamperio.

Compatibilidad y rendimiento

Aquí es donde hay que entender bien el producto para no llevarse decepciones. Las cifras del fabricante son sólidas: ganancia del 0,1 % en la banda de 50 Hz a 1 kHz, error total del 0,25 % y linealidad del 0,02 %, con un ancho de banda que alcanza los 800 kHz a −3 dB, aunque la precisión del ±1 % se limita a unos 6 kHz. En mis mediciones contra un multímetro True RMS de sobremesa, las desviaciones en redes a 50 Hz y en señales de audio de baja frecuencia se mantuvieron dentro de lo esperado, con diferencias inferiores al medio por ciento tras una calibración de dos puntos.

Sin embargo, hay tres límites técnicos que cualquier usuario debe asumir antes de comprarlo:

Entrada limitada a 1 V pico en modo diferencial. Para señales mayores hay que añadir un atenuador previo, y esa red externa condicionará la precisión global del sistema.

El OUT entrega una tensión proporcional al RMS pero no es un voltímetro completo. Con el LTC1966 la ganancia nominal es de aproximadamente 1 V de salida por volt de RMS de entrada, de modo que un ADC de 10 bits de Arduino (referencia de 5 V) da una resolución modesta. Con un ADC externo de 16 bits y una referencia limpia, el módulo rinde mucho más.

Zona derespuesta con ganancia elevada. En mi primer montaje obtuve lecturas ~2,7 veces superiores a las esperadas; el motivo era un condensador de ganancia ausente o deficiente en el diseño de la placa. Reservando espacio para un condensador de ganancia de 10 µF y otro de media de 10 µF en el breakout, la respuesta se estabiliza considerablemente en señales de baja frecuencia, al precio de una mayor constante de tiempo (varios segundos por medición).

En la práctica, mi configuración habitual para medidas de red implica un atenuador resistivo con condensador de compensación, la entrada en modo diferencial para rechazar interferencias EMI/RFI —diferencia que se nota claramente en un entorno con drivers de motor conmutados cerca— y la alimentación a 5 V desde la propia placa Arduino, comprobando siempre que la referencia de masa del módulo y del microcontrolador coinciden y que la máxima tensión de salida no excede la referencia del ADC. En modo de un solo extremo, basta con conectar IN2 a masa.

Con respecto a alternativas del mercado, los convertidores RMS-CC logarítmicos suelen ser más baratos y admiten rangos dinámicos más amplios, pero su calibración es mucho menos intuitiva y dependen del ratio de crestas; el enfoque lineal de este módulo es más predecible para instrumentación de escritorio. Ante un AD637 u otros True RMS clásicos, el LTC1966 gana claramente en consumo: 155 μA típicos frente a los milliamperios de otras soluciones, lo que lo hace idóneo para proyectos con batería o alimentación por painel solar. Su margen térmico, de −55 °C a 125 °C, lo avala también para montajes industriales exigentes.

Puntos fuertes y aspectos mejorables

A favor:

Conversión True RMS genuina con formas de onda arbitrarias, no solo senoidales.

Estabilidad temporal notable: la calibración se mantiene tras semanas de uso continuo.

Consumo ínfimo (155 μA típico, 0,1 μA en apagado) apto para proyectos autónomos.

Entrada diferencial que reduce eficazmente las interferencias en entornos ruidosos.

Rango de alimentación flexible: 2,7 a 5,5 V simple o hasta ±5,5 V dual.

Vendido en lotes de 1 o 5 unidades, práctico para prototipado iterativo.

Aspectos mejorables:

La placa de ruptura básica no incluye los condensadores de ganancia y de media; en señales de pocos hercios o milivoltios, el error puede multiplicarse por casi tres sin ellos.

La salida está pensada para tensiones de entrada moderadas; señales grandes requieren atenuación externa que degrade levemente la precisión.

Sin documentación impresa ni esquema incluido en el paquete: hay que acudir a la hoja de datos del fabricante del chip para cablearlo correctamente.

El silkscreen de la placa es mínimo y la identificación de pines requiere atención para no confundir VSS con masa si se trabaja con alimentación dual.

Como consejo de mantenimiento y uso: evita alimentarlo por encima de 5,5 V aunque la lógica de Arduino lo tolere, verifica con un polímetro la ausencia de cortocircuitos entre pines antes del primer encendido, y si vas a medir ruido o señales de espectral ancho, filtra la banda con un RC previo, porque el ancho de banda de 800 kHz dejará pasar componentes que quizá no quieras contabilizar.

Veredicto del experto

El CJMCU-6668 cumple con solvencia su propósito: acercar la medida True RMS de calidad de instrumento a prototipos con Arduino y otros microcontroladores, a un precio muy razonable y con un consumo que apenas pesa en el presupuesto energético del proyecto. No es un producto plug-and-play en el sentido estricto —exige leer el datasheet, montar los condensadores de ganancia y media cuando la aplicación lo pida, y calibrar con una fuente conocida—, pero esa barrera de entrada moderada es justamente lo que lo separa de las soluciones promediadoras que fallan con ondas no senoidales. Para quien desarrolle instrumentación, monitorización de consumo o análisis de audio con exigencias de repetibilidad, es una compra acertada que recomendaría sin reservas, siempre que se respeten sus límites de entrada y se planifique el atenuador adecuado para cada caso.