Medidor de potencia: 4 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Bueno, va mi primer instructables. Así que todos los comentarios y quejas son bienvenidos.

La idea es mostrar un medidor de consumo que arme utilizando básicamente un arduino, un sensor de corriente y una frambuesa entre otras cosas de la forma más simple posible.

Paso 1: Materiales

Lista de materiales:

1) Arduino Uno (o similar)

Componentes para el medidor de corriente

2) Sensor CT SCT-013-000 (para mas info del sensor)

3) Resistencia de 33 Ohms, si van usar una fuente de 5V, o de 18 Ohms si van a usar una de 3.3V, y 1% de tolerancia (es importante que la tolerancia sea la menor posible) *

4) 2 resistencias 470kOhm, son para el circuito del medidor de corriente (si tiene dos resistencias iguales pueden usar algunas mientras sean de mas de 10k), en este caso podemos usar de 5% de tolerancia.

5) 1 Condensador electrolítico de 10Uf 50V

Componentes para el medidor de tension (para mas info: link donde explican el funcionamiento del circuito completo)

Aca vamos a utilizar un circuito sin transformador para bajar la tensión, así que hay que tener mucha atención porque el voltaje puede ser peligroso.

1) 2 resistencias de 100k ohm de 2 Watts (esto es importante, recuerden que no usamos un transformador, entonces si no pueden soportar una buena potencia, se van a quemar eventualmente)

2) 1 resistencia de 1k ohm tambien de 2 Watts.

3) 1 diodo 1N4007

4) 1 diodo zener de 5V

5) 1 Condensador electrolitico de 1 uf 50V

Adicionales

1) Shield LCD para Arduino (aca hay un buen ejemplo de como se usa), esto no es totalmente necesario, pero es bastante util.

2) Raspberry pi Zero W, donde vamos a instalar emoncms para registrar el consumo y ver los gráficos correspondientes, también nos permite subir el codigo arduino en forma remota.

3) Un Cable Usb para arduino

4) Un adaptador micro usb a usb hembra.

5) Una fuente (puede ser un buen cargador de celular) con conector micro usb.

6) terminales para circuito impreso

7) Conector Jack Hembra para circuito impreso.

8) Pueden lograr el cuircuito impreso o comprar unas plaquitas universales y armarlos directamente ahi.

Paso 2: Circuitos

Estos son básicamente los dos circuitos que utilizan. Uno para medir la corriente y otro para medir la tension. Con esos dos datos, utilizando la Ley de Ohm podemos calcular la potencia como P = I x V (tienen en cuenta que no es la formula ideal para calcular la potencia de un circuito de corriente alterna, pero para nuestros fines es mas que suficiente)

Otro punto a tener en cuenta es la resistencia (R3) del circuito de corriente (* referencia del paso anterior). Esta resistencia es la que se usa para transformar la corriente que genera el sensor en tensión que podamos medir con el arduino. Dependiendo del sensor tengan que, esta resistencia puede variar, asi que aca les dejo una pagina donde pueden calular dicha resistencia: calculador

ATENCION: el circuito de medición de tensión utiliza tensiones de red (220v / 110v), hay que tener mucho cuidado porque estas tensiones SON PELIGROSAS si no se presta atención al realizar el circuito.

Para mas información sobre fuentes de alimentación sin transformadores pueden leer aca

Paso 3: software

El codigo para el arduino se puede bajar de: github

int currentPin = 1; Cambiarlo segun corresponda al pin que usen

int votimeterPin = 2; Cambiarlo segun corresponda al pin que usen

La funcion fixCurrent se usa para corregir los errores de medicion que tiene el sensor, para esto utilizar una pinza amperometrica y fui comparando las lecturas. Seguramente para otro sensor sean diferentes.

getRMSCurrent y getVoltage se usan para obtener la corriente y el voltaje respectivamente, ambas hacen algunos cálculos, para obtener un valor promedio en cada caso.

getRMSPower calcula la potencia, y almacena el valor máximo registrado en una variable.

El resto de las fuciones se usan para el display lcd.

Para almacenar los datos y ver estadisticas use Emoncms junto a una raspberry pi zero w

Y para enviar la información desde el serial del arduino a la raspberry utilizar un script en python adjunto.

Paso 4: Instalación

Como se ve en las imagenes, es una caja para instalación eléctrica que modifique un poco para incluir el medir adentro. Basicamente pueden instalarlo en donde les quede mas comodo.

Creo que es todo, si hay algun error, mejora, critica, lo que sea no duden en contactarme.

Pueden seguirme en instagram en @duckzitoslab

¡Saludos!