Medidor de Potencia
Proyecto para el ramo ELO-326
Seminario de Computadores II:
"Sistemas Embebidos y sus
Aplicaciones"
Theo Soto Guzmán
Mayo 2007
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.
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.
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.
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.
Componentes del Sistema:
Sensor de Corriente:
Tipos de Sensores de Corriente:




Shunt de Corriente de baja resistencia.
Transformador de Corriente.
Sensor de Efecto Hall.
Bobina de Rogowski.
Sensor de Corriente:

Tabla Comparativa Diferentes Sensores de
Corriente:
Tipo de Sensor
Shunt de
Corriente
Transformador
de Corriente
Sensor de
Efecto Hall
Bobina de
Rogowski
Muy Bajo
Medio
Alto
Bajo
Linealidad en Rango de
Medición
Muy Buena
Buena
Pobre
Muy Buena
Capacidad de Medición
Alta Corriente
Muy Pobre
Buena
Buena
Muy Buena
Consumo de Potencia
Alto
Bajo
Medio
Bajo
Problema de Saturación
de Corriente DC
No
Si
Si
No
Medio
Bajo
Alto
Muy Bajo
Problema Offset DC
Si
No
Si
No
Problema de Saturación
e Histéresis
No
Si
Si
No
Costo
Variación respecto a la Tº
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.
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.
Bobina de Rogowski:

Algunos Resultados de su
funcionamiento:
Circuito de prueba
Medición a 100Khz con una
resistencia de 10 ohms
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.
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.
Unidad de Procesamiento:



Para los requerimientos del sistema se
tiene 2 distintas posibilidades:
MSP430F1612
DSPIC


dsPIC30F4012
dsPIC30F6010
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.
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.
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.
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).
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.

¿Preguntas?
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