Medidor doméstico de consumo eléctrico no invasivo.

Abstract

El presente trabajo trata acerca de un medidor de consumo eléctrico doméstico no invasivo, el cual mide la potencia que se está demandando de las líneas energéticas de la distribución eléctrica de los postes.

Estas ingresan al tablero principal de la casa por medio de la acometida eléctrica de una casa común en Guatemala. Para comprender correctamente la potencia a medir se investigó acerca de los diferentes sistemas de distribución que proporciona la empresa eléctrica y como estos están conectados a los hogares. Luego se estudió las diferentes formas de medir la potencia en corriente alterna y como se debe de medir.

Posteriormente se determinó qué sensores se debían utilizar, tanto para la medición del voltaje como de la corriente, cumpliendo con el requerimiento de no ser invasivos, es decir, que al instalarlos no se debe realizar ningún tipo de conexión o desconexión de los cables principales del tablero eléctrico del hogar. Para poder interpretar las señales de los sensores se utilizó un microcontrolador. Relacionando con los sensores se incluyeron circuitos de acondicionamiento en los que a las señales se les modifican su amplitud y desplazamiento para que puedan ser comprendidas por el microcontrolador.

Finalmente se diseñó y construyó un dispositivo para desplegar la información obtenida por los sensores y por el microprocesador. Esta información se envía por medio de radiofrecuencia a otro. Uno le envía los datos al otro para que los almacene y los despliegue. Se utilizó para el despliegue una pantalla GLCD y para almacenar los datos una memoria MicroSD. Con la información obtenida el usuario podrá monitorear su consumo eléctrico doméstico y podrá tomar decisiones para disminuir o ajustar los dispositivos eléctricos que utiliza en el hogar.

Como resultados finales se logró realizar un dispositivo el cuál funciona con un porcentaje de error menor a 5% en un rango de 2.5 amperios hasta 100 amperios en el sensor de corriente y en el sensor de voltaje de 0 a 120 voltios. Se logró que la resolución del sensor de voltaje fuese de 1VAC/14.73VDC es decir que el valor más pequeño que se puede medir es de 338mV. Luego para los sensores de corriente la resolución es de 1 AmpAC/17.68mVDC, por lo que el valor más pequeño que se puede medir es de 281.6 mA. Estos valores más pequeños equivalen a un bit de la conversión de análogo a digital.

En el módulo de despliegue se alcanzó a desplegar la información de la energía consumida, la potencia aparente, potencia real, factor de potencia, voltaje y corriente rms. Con la sección del historial se lograron almacenar los datos de la energía consumida por minuto.

Estos datos se guardaron en un formato csv(datos separados por coma) que se pueden exportar a una hoja de Excel. Los datos almacenados fueron la fecha con la hora y los wattHora consumidos en un minuto.

Como dispositivo físico final se obtuvo un módulo medidor el cual tiene conectado el sensor de voltaje y dos sensores de corriente. Para el módulo de despliegue y almacenamiento se cuenta con un espacio para ingresar una memoria SD o MicroSD, una pantalla GLCD de 128x64 y sus respectivos botones para interactuar con el menú de despliegue y configurar la hora.