En el presente trabajo se describe la forma de como diseñar, implementar, programar, probar y se realizar la puesta en marcha de un Sistema Multifunción para medir y evaluar la calidad de energía eléctrica cuyo primer prototipo está probado para operar en un sistema trifásico (3 hilos) en baja tensión a 220 V. Utilizando la tecnología del Hardware libre (basado en la plataforma Arduino) y los software libre cuya programación es realizada principalmente en los software Arduino y Processing.

El primer prototipo que se desarrolló permite monitorear una red eléctrica trifásica (3 hilos) de hasta 50 Amperios por fase y con una potencia total de 11KVA. Puede medir la potencia activa, reactiva, aparente, energía, factor de potencia, frecuencia, además de un muestreo de los oscilogramas de las señales eléctricas, tanto para la corriente como para el voltaje de un sistema trifásico.

El modo de trabajo predeterminado es el de un medidor como tal, con muestreo de datos de medición en una pantalla Display LCD, muestreo de datos en tiempo real y registrados en una base de datos con conexión a una PC, muestreo en tiempo real de los oscilogramas de las señales eléctricas de tensión y corriente con visualización en el monitor de una PC.

El envío de datos se hace a partir de la comunicación entre la placa Arduino, programando el microcontrolador para recibir las señales de sus entradas analógicas y convertirlas en señales digitales para que puedan ser procesadas en el ordenador, adicionalmente se procede al diseño de un circuito de adecuación y calibración de las señales que llegan de los transformadores de voltaje, transformadores y/o sensores de corriente.

Step 1: MARCO TEORICO

En este parte se describe los requerimientos y conocimientos necesarios que se deben tener en cuenta para la elaboración del prototipo del equipo, que son los conocimientos de la parte eléctrica, electrónica y de lenguajes de programación de software necesarios, así como las ventajas y desventajas que ofrece la elaboración de un equipo a partir de la tecnología del hardware y software libre.

INSTRUMENTACION

Arduino

Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo. El hardware consiste en una placa con un microcontrolador Atmel AVR y puertos de entrada y salida. Los microcontroladores más usados son el Atmega168, Atmega328, Atmega2560 por su sencillez y bajo coste que permiten el desarrollo de múltiples diseños.

Processing

Processing es un software libre desarrollado a partir del 2001 en el MIT (Massachusetts Institute of Technology) por Casey Reas y Ben Fry inspirado en DBN (Desing By Numbers) de John Maeda.

¿Por qué Processing?

ØDispones de su Propio IDE de desarrollo.

ØEs muy potente, porque permite desarrollar aplicaciones desde muy sencillas a muy complejas.

ØEs escalable, Se puede combinar programación de Processing con Java puro y las librerías propias de Java, una aplicación de “Java Pura” también puede usar las librerías de Processing.

ØPermite 3 formas de programar: básica, procedural/ estructurada y orientada a objetos.

ØFinalmente se puede desarrollar en Java Puro y usar librerías de Processing y otros entornos (eclipse, netbeans, etc.).

ØEs posible desarrollar aplicaciones para dispositivos móviles (http://mobile.processing.org/). Conexión con dispositivos y prototipos electrónicos: proyectos Arduino y Wiring.

Finalmente para el desarrollo de este proyecto se requiere conocimientos básicos de :

-Señal de corriente alterna.

-Medición de potencia en circuitos de corriente alterna.

-Potencia Activa, Reactiva y aparente.

-Potencia Trifásica.

-Factor de Potencia.