Diseño y construcción de un prototipo para la medición y gestión del consumo de energía eléctrica en múltiples acometidas monofásicas para zonas rurales Aisladas

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Resumen

This document presents the results obtained from the research activities that are part of the development process of a prototype for the measurement and management of electrical energy, whose main feature is to measure simultaneously multiple low voltage single-phase supply connections. In addition, the prototype is equipped with the necessary tools to disconnect loads in case of unusual operating events. Initially, the operating ranges in which the prototype will work are defined, and based on this, the electrical and electronic designs of the signal preparation are created, which are then plotted on printed circuits. All the resulting components are assembled in a single structure, so that their operation is validated by implementing the communication logic developed specifically for the prototype. With the above, it is possible to correct the different parameters affected by the noise introduced by the electronics in the firmware of the integrated devices. With this, a graphical interface is designed that allows the visualization and adjustment of the different parameters sensed by the system; even, the same variables are sent to a database, which can be accessed remotely and interpreted by a web platform. Transversally, a series of trainings on Raspberry Pi are prepared and implemented. Finally, a testing protocol based on technical and theoretical criteria is implemented, whose results look to validate the proper functioning of the system. The results obtained are contrasted with high accuracy instruments, which allows classifying the final product by the maximum error level introduced in the measurement.

Descripción

En este documento se dan a conocer los resultados obtenidos de las actividades de investigación que hacen parte del proceso de desarrollo de un prototipo para la medición y gestión de la energía eléctrica, cuya principal característica, es la de medir simultáneamente a múltiples acometidas monofásicas de baja tensión. Además, el prototipo se encuentra equipado con las herramientas necesarias para realizar la desconexión de cargas ante eventos anormales de operación. Inicialmente, se definen los rangos de operación en los que trabajara el prototipo, con base a ello, surgen los diseños eléctricos y electrónicos de los acondicionamientos de señal, los cuales son plasmados sobre circuitos impresos. Todos los componentes resultantes se ensamblan en una sola estructura, para que de tal forma, se valide su funcionamiento mediante la implementación de la lógica de comunicación desarrollada particularmente para el prototipo. Con lo anterior, se dan las circunstancias para que en el firmware de los integrados, se corrijan los diferentes parámetros afectados por los ruidos introducidos por la electrónica. Con ello, se diseña una interfaz gráfica que permite la visualización y ajuste de los diferentes parámetros sensados por el sistema; incluso, las mismas variables son enviadas a una base de datos, que puede ser accedida remotamente e interpretada por una plataforma web. Transversalmente, se preparan y ejecutan una serie de capacitaciones sobre Raspberry Pi. Por último, se implementa un protocolo de pruebas basado en criterios técnicos y teóricos, cuyos desenlaces buscan validar el adecuado funcionamiento del sistema. Los resultados obtenidos son contrastados con instrumentos de alta exactitud, lo que permite clasificar al producto final por el nivel de error máximo introducido en la medida.

Palabras clave

ADE7763, protocolo SPI, Medición de energía, Gestión de energía

Materias

Ingeniería Eléctrica - Tesis y disertaciones académicas , Energía eléctrica , Economía de la energía , Conservación de la energía , Recursos energéticos

Citación