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Presentamos el proyecto fin de carrera abierto de Pablo

Colaboramos con la Escuela Politécnica Superior de Córdoba

por Pablo Álvarez

Categoría

Parte de Colaboratorio

Abrimos nuestro garaje como espacio de investigación y promoción de la cultura libre

En Septiembre de 2012 comenzamos a trabajar en el colaboratorio con la Escuela Politécnica Superior de Córdoba en proyectos fin de carrera basados en tecnologías abiertas. El primer proyecto lo hemos codirigido junto con Luis M. Fernández de Ahumada, profesor del Área de Ingeniería de Sistemas y Automática. En Abril de 2013 se graduó Pablo Álvarez Gallardo fruto de nuestra colaboración y nos sentimos muy orgullosos del trabajo que ha desarrollado. Pablo ha realizado un sistema de monitorización del consumo eléctrico de un hogar basado en tecnologías libres. A continuación el propio Pablo nos describe el sistema desarrollado. Muchas gracias Pablo por el gran trabajo que has realizado y toda la ilusión que le has puesto, nos ha encantado colaborar contigo y esperamos volver a hacerlo en el futuro.

Sistema de monitorización del consumo eléctrico de un hogar basado en tecnologías libres por Pablo Álvarez

La idea de este proyecto se inició como una solución, de bajo coste, al desconocimiento de los valores de consumo eléctrico por parte de los usuarios. Y es que, a lo largo de nuestra vida consumimos una gran cantidad de energía eléctrica, ya sea para alimentarnos, transportarnos, divertirnos, aprender,…, el principal inconveniente aparece cuando no lo hacemos de forma inteligente. Esto es debido, la gran mayoría de las veces, a la falta de información referente a lo que conlleva nuestra mala gestión.

Una mala gestión de la energía eléctrica produce un efecto negativo sobre el coste de nuestra factura eléctrica, lo que conlleva a un incremento del consumo de las fuentes de energía primarias del país. La solución es una mayor eficiencia energética tanto residencial como industrial, mediante el consumo inteligente de la energía.

El consumo inteligente tiene más que ver con la conciencia que con nuestra capacidad intelectual, por ello la información sobre lo que consumimos, su repercusión medio ambiental y el ahorro que nos supondría hacerlo de manera eficiente, es fundamental para cambiar y favorecer un consumo responsable. El estudio “Análisis del consumo energético del sector residencial en España”, realizado por el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) y promovido y cofinanciado por el Instituto Europeo de Estadística (Eurostat), revela que el hecho de conocer el consumo energético en tiempo real permite un ahorro entre un 4% y un 10%.

Este proyecto pretende, mediante el uso de un sistema de monitorización del consumo eléctrico, ayudar a fomentar la idea de consumo inteligente, proporcionando información al usuario, permitiéndole así gestionar la energía de manera inteligente y eficiente. Además, se ha basado en tecnologías de open source o código abierto con el fin de poder distribuir el sistema bajo una licencia libre, permitiendo así su evolución.

Arquitectura y Funcionamiento del sistema

Para este proyecto se propusieron una serie de objetivos, tales como buscar que el sistema se adaptara a los diferentes entornos de medida, basarlo en tecnologías de open source, obtener una elevada autonomía, una instalación sencilla y segura, y que fuese una herramienta de bajo coste. Estos objetivos llevaron a la creación de un sistema, representado en el siguiente esquema:

Arquitectura por Pablo A.G.

El sistema mide la corriente consumida por la residencia mediante un transformador de corriente, estos datos se transmiten de forma inalámbrica desde el medidor a la unidad de control. Ésta obtiene los valores de voltaje a través de la alimentación de red que, con los valores de corriente, son procesados para la obtención de los valores de potencia activa y coste. Seguidamente estos datos se exponen en pantalla y son almacenados. En pantalla se muestra al usuario su gasto energético en kilovatioshora y su coste económico en euros.

El medidor de corriente se encarga de la obtención de los valores de la corriente de la red eléctrica. Está compuesto por un transformador de corriente, para la lectura de los valores; una interfaz de modulación, para adaptar la señal de salida del sensor a la entrada de la antena; y una antena XBee, para la comunicación inalámbrica.

Medidor de corriente por Pablo A.G.

Para la comunicación inalámbrica se han utilizado antenas o módulos XBee debido a que la relación entre su consumo y su potencia de transmisión cumplían las características requeridas por los entornos residenciales más comunes.

La unidad de control es la encargada del procesamiento y almacenamiento de los datos. Está formada por una plataforma Arduino Duemilanove, para el procesamiento de datos; un transformados CA-CA , para obtener los valores de voltaje de la red; una memoria extraíble, para el almacenamiento de datos; una pantalla de LCD y una antena XBee.

Sistema completo por Pablo A.G.

Para facilitar su distribución se ha buscado realizar el proyecto mediante dispositivos de hardware libre, con el fin de que el resultado pueda ser distribuido bajo una licencia abierta, lo cual, facilitará la realización de trabajos derivados, e innovación en tecnología, permitiendo así que el proyecto siga evolucionando. En resumen, la línea de trabajo seguida se ha basado en el desarrollo de diferentes soluciones domésticas de bajo coste ajustadas a las necesidades de cada consumidor.

Futuras modificaciones

Debido a que es un proyecto de fin de carrera se centró, principalmente, en la adquisición y procesamiento de los datos, descuidando la interfaz con el usuario. Como siguiente paso, se buscará solucionar este problema, para ello se dispondrá de un módulo wifi para el envió a través de internet, permitiendo el uso de aplicaciones. Esto supondrá una gran mejora en la interfaz de usuario, ya que facilitará la comprensión de los datos.

Agradecimientos

Es buena ocasión para reconocer y recordar a esas personas que han estado conmigo en la realización de este proyecto. Quiero agradecer a varios profesionales que me han permitido olvidar su titulo y llamarlos solamente por su nombre. Como tutor de proyecto conté con D. Luis Manuel Fernández de Ahumada, profesor colaborador de la universidad de Córdoba, y como colaboradora a Dña. Magdalena Sánchez Mora, codirectora de la empresa Colaborativa. Gracias a todos por los consejos, por vernos como futuros colegas más que como futuras competencias. Gracias por el apoyo, pero sobre todo por la amistad brindada.