Medidor de Potencia

1. Medidor de Potencia Proyecto para el ramo ELO-326 Seminario de Computadores II: "Sistemas Embebidos y sus Aplicaciones" Theo Soto Guzmán Mayo 2007

2. Problema: • En una empresa se conoce solo el total del consumo de energía eléctrica mensual. • Para una buena planificación de ahorro de consumo, se debe saber como se gasta la energía eléctrica en la empresa.

3. Motivación: • La mayor parte de la generación de energía eléctrica en el mundo (63%) proviene de recursos no-renovables, como el petróleo, carbón y gas. • Una mejor distribución del gasto energético de una empresa lleva a mejorar las ganancia de esta.

4. Idea: • Crear un aparato capaz medir el consumo eléctrico de un aparato o maquina. • Que dicho aparato sea de bajo costo y capaz de medir equipos de baja y alta potencia.

5. Requerimientos: Se requiere que el aparato sea capaz de medir o calcular los siguientes valores: • Corriente y Voltaje utilizados y su correspondiente desfase φ. • Potencia instantánea, activa y reactiva.

6. Componentes del Sistema:

7. Sensor de Corriente: Tipos de Sensores de Corriente: • Shunt de Corriente de baja resistencia. • Transformador de Corriente. • Sensor de Efecto Hall. • Bobina de Rogowski.

8. Sensor de Corriente: • Tabla Comparativa Diferentes Sensores de Corriente:

9. Bobina de Rogowski: • El Principio de funcionamiento es que la señal de salida corresponde a la derivada de la corriente circulante por el cable que pasa por medio de la esta.

10. Bobina de Rogowski: Los Principales Beneficios son: • No se satura, debido a que su núcleo es de aire. • Buena Linealidad, por la ausencia de materiales magnéticos • Fácil de Implementar y bajo costo. • No intrusivo.

11. Bobina de Rogowski: • Algunos Resultados de su funcionamiento: Medición a 100Khz con una resistencia de 10 ohms Circuito de prueba

12. Sensor de Voltaje: • Es indispensable para obtener el desfase entre la corriente y el voltaje, para el calculo de la potencia activa y reactiva. • Se usara un transformador de voltaje, por ser una solución barata y de fácil diseño. • Además se puede utilizar este mismo transformador como una fuente para el circuito.

13. Unidad de Procesamiento: • Debe encargarse de obtener los datos desde los sensores. • Debe obtener el valor de la Corriente (de la bobina se obtiene su derivada). • Debe Calcular la potencia instantanea, activa y reactiva del equipo a medir. • Entrega los datos a un PC para su almacenamiento.

14. Unidad de Procesamiento: • Para los requerimientos del sistema se tiene 2 distintas posibilidades: • MSP430F1612 • DSPIC • dsPIC30F4012 • dsPIC30F6010

15. Unidad de Procesamiento: • MSP430: • Se posee placa de desarrollo básica y programador. • Conocimientos previos, de otros ramos en el uso de este microcontrolador • dsPIC: • Se posee el programador. • Pocos conocimientos en el uso de este microcontrolador.

16. Interfaz Usuario: • El aparato debe ser capaz de entregar los datos de potencia en terreno (donde este ubicado el aparato), para esto se utilizara un display lcd. • Podría ser necesario alguna interacción entre el usuario y el aparato, de ser necesario se utilizara un teclado matricial de 4x4.

17. Interfaz Computador: • Es necesario transmitir los datos a un computador y estos ser guardados en una base de datos, para su posterior análisis, cuando esto se requiera. • Se utilizara el puerto serial, con el protocolo RS-232, para este proposito.

18. Interfaz Computador: • Es necesario también tener una herramienta que permita desplegar los datos almacenados, en forma de grafico. • También se desea implementar algún programa que permita la monitorización remota en tiempo real. • Además que el aparato permita la actuación sobre la maquina (on-off).

19. Interfaz Computador: • Para base de datos se poseen conocimientos en PostgreSQL y MySQL.(ambos de licencia libre) • Para la programación visual se poseen conocimientos en php y Java.

20. ¿Preguntas?