Medidor de energía residencial

En esta publicación:

Diseño e implementación de un medidor monofásico con comunicación inalámbrica y un sistema degeneración de reporte de consumo.

El objetivo de este proyecto era construir un medidor de energía utilizando las características del circuito integrado ADE7753, controlándolo a través de la plataforma Arduino y que permitiera el almacenamiento de los datos censados y el acceso de forma inalámbrica desde una interfaz de usuario en LabVIEW.

. Debía cumplir con las siguientes capacidades:

Obtener monitoreo de los valores rms de las señales de voltaje y corriente.
Crear una interfaz para el control de medidor en LabVIEW.
Permitir un acceso inalámbrico al medidor utilizando unas antenas XBee.
Censar y almacenar continuamente los datos de voltaje, corriente, potencia en una memoria que permita un respaldo y acceso futuro a los datos.
Generar un reporte de consumo que contenga las mediciones documentadas y el consumo total durante ese periodo.

El medidor está cimentado en las capacidades de medición de energía del IC ADE7753, este IC cuenta con los convertidores analógicos-digitales y procesadores digitales de señal que dan una enorme fiabilidad en los resultados de las mediciones, puesto que el trabajo arduo que requiere el cálculo de potencia activa, aparente y de valores RMS de voltaje y corriente y energía consumida tienen lugar dentro del IC; a los datos de estos cálculos es posible acceder a través de una interface serial usando un micro controlador, para este proyecto se ha utilizado la plataforma de hardware libre Arduino que sirve como medio de control y comunicación con el IC.

El medidor cuenta con un soporte de almacenamiento de datos en tiempo real mientras realiza las diferentes mediciones y cálculos, para esto se utiliza una shield para Arduino que permite guardar datos con la fecha y hora que fueron medidos en una memoria SD. Además el medidor puede ser controlado en forma remota y está diseñado para operar de manera auto suficiente, sin necesidad de estar conectado a una PC, se puede acceder al historial de mediciones desde una distancia de alrededor siete metros y hacer un monitoreo en tiempo real de voltaje, corriente, potencia y energía consumida.

Todo esto es controlado por usuario a través de una interfaz desarrollada en LabVIEW, se utilizan las herramientas que este programa tiene para manipular el puerto serie donde se conecta la XBee que es el dispositivo que permite la comunicación inalámbrica, desde la interfaz creada en LabVIEW es posible no solamente recolectar datos sino también acceder a diferentes modos de operación del medidor, inclusive ejecutar comandos básicos sobre el IC.

Los documentos presentados en las próximas secciones muestran la manera en que se ha llevado acabo la integración de los diferentes componentes utilizados, esta descripción en general tiene como objetivo dar una idea clara todo lo que conforma el medidor:

Presentación de proyecto en CONESCAPAN 2013

Tuvimos la oportunidad de presentar y defender el proyecto en el concurso Guerra de Ingenios en el marco de la Convención de Estudiantes de Centro América y Panamá (CONESCAPAN) San José Costa Rica, en el cual fuimos acreedores del segundo lugar, abajo el documento presentado: