Dispositivo de monitoreo eléctrico de bajo costo

En el marco de los estudios del IEDS en materia de eficiencia energética y medición de consumos de electricidad en tiempo real y con el objetivo de contribuir a la formación académica de alumnos de ingeniería de la Universidad de Río Negro, se desarrolló un prototipo electrónico de bajo costo, para monitoreo de variables eléctricas.

Sebastián Bush y Denis Heredia, alumnos de la Sede Andina de la Universidad Nacional de Río Negro, en el marco de su Práctica Profesional Supervisada, construyeron y programaron un analizador de redes de bajo costo, con la dirección de dos profesionales del IEDS: la Ing. Mariela Lescano y el Dr. Ing. Carlos González Ferrari.

Este dispositivo, pensado y concebido bajo el concepto de “Internet de las Cosas”, fue desarrollado utilizando la plataforma electrónica Arduino, para medir de forma directa: tensión, intensidad de corriente y corrimiento de fase, en instalaciones eléctricas monofásicas y trifásicas, con un máximo de intensidad de corriente de 30 A. Además, de forma indirecta, a través de cálculos analíticos, se obtienen las variables potencia y factor de potencia.

Noti Mariela EquipoBR
Prototipo del dispositivo

Para realizar pruebas de campo, validar la seguridad del dispositivo y disponer de forma correcta los sensores, los alumnos hicieron también uso de las instalaciones del Taller de Electricidad del Centro Atómico Bariloche, bajo el asesoramiento del Ing. Marcelo Farías (Gerencia de Coordinación CAB), quien también colaboró con el proyecto.

Inicialmente se desarrolló un prototipo para concepción y ensayo, que resultó de un tamaño grande y de difícil manipulación e instalación. A partir del mismo se concibió un analizador de redes en placa de circuito impreso, de un tamaño y facilidades que lo hacen atractivo para su utilización.

Dispositivo preliminar

El software original se programó en lenguaje C, para adquisición y procesamiento de los datos y el control de la calibración de las señales de tensión y corriente. Posteriormente, se implementó un programa en C#, instalable en Windows y portable. Este programa es una interface gráfica capaz de conectarse al puerto serie requerido, recibir los datos para ser mostrados en forma gráfica en tiempo real y guardarlos en el disco de la computadora en formato csv, de forma que puedan ser luego analizados por otro programa. Ambos son códigos de programación creados e implementados por los mismos alumnos.

En la práctica, el dispositivo realiza mediciones automáticamente cada 15 minutos, establece conexión con Internet (via Ethernet y/o Wi-Fi), y sube los datos adquiridos a la nube, en hojas de cálculo Google Sheets, haciendo uso de la plataforma Ubidots. Esta es una plataforma gratuita (se paga solo por el uso de elementos adicionales), que permite visualizar los datos en forma gráfica, en tiempo real.

Es importante destacar que el dispositivo desarrollado tiene un costo de fabricación del 10 % del valor real de un producto en el mercado, que es de unos 100 dólares americanos.

El aprendizaje para los alumnos ha sido satisfactorio. Se han detectado algunos problemas ya planteados para una futura versión mejorada del dispositivo.