Medidor de Potencia

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Medidor de Potencia

• Proyecto para el ramo ELO-326 Seminario de
  Computadores II "Sistemas Embebidos y sus
  Aplicaciones"

Theo Soto Guzmán Mayo 2007
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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.

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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.

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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.

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Requerimientos
Se requiere que el aparato sea capaz de medir o
calcular los siguientes valores

• Corriente y Voltaje utilizados y su
  correspondiente desfase f.
• Potencia instantánea, activa y reactiva.

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Componentes del Sistema
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Sensor de Corriente

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

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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
Costo 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
Variación respecto a la Tº Medio Bajo Alto Muy Bajo
Problema Offset DC Si No Si No
Problema de Saturación e Histéresis No Si Si No
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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.

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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.

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Bobina de Rogowski

• Algunos Resultados de su funcionamiento

Medición a 100Khz con una resistencia de 10 ohms
Circuito de prueba
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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.

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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.

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Unidad de Procesamiento

• Para los requerimientos del sistema se tiene 2
  distintas posibilidades
• MSP430F1612
• DSPIC
• dsPIC30F4012
• dsPIC30F6010

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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.

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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.

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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.

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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).

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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.

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• Preguntas?