Fuentes de alimentación sin transformador ( parte 1 de 2)


El uso de un transformador en fuentes de alimentación de CC tradicionalmente ha sido una solución  bastante común porque son muchas las ventajas que conseguimos  con  él( especialmente  en lo que se refiere al aislamiento ) , pero sin embargo, una gran desventaja de usar un transformador es que  este no se permite  que la unidad sea compacta    añadiendo bastante peso y coste  al dispositivo que lo use ,por ello las  ventajas de usar un circuito de fuente de alimentación sin transformador  se centran en que  se reduce dramáticamente el coste  , tamaño  y peso  siendo ademas  una solución  muy efectiva para aplicaciones que requieren baja potencia para su funcionamiento,  como por ejemplo aplicaciones que requieren corriente por debajo de 100 mA.

 

 

En efecto,  incluso si el requisito actual  de consumo  para su aplicación de circuito es bajo, tradicionalmente teníamos que incluir un transformador pesado y voluminoso haciendo las cosas realmente engorrosas y desordenadas, por lo que en este post vamos a intentar buscar otras soluciones  que intentan prescindir de este caro y voluminoso componente , mas en linea con los nuevos tiempos. 

Como su nombre lo define, un circuito de fuente de alimentación sin transformador,  se aleja  del concepto clásico  de las fuentes de alimentación tradicionales  que poco  a poco  van  reservándose  para  propósitos mas  específicos   donde   básicamente suele haber un voluminoso  transformador  , un rectificador   y un circuito estabilizador ,  quitando  el  transformador(  o por lo menos uno de potencia) .

Con este nuevo enfoque   también es posible proporcionar corriente continua desde  la red de CA de alta tensión   con las ventajas  en reducción   tanto de coste  y de dimensiones  , pero  conllevando  también los   inconvenientes   en relación a  posibles peligros de contactos  de AT  ya que el circuito quedara  expuesto directamente  a la red de ca.

 

El secreto  de  este concepto   no es otro que  el uso de condensadores de alto voltaje para bajar la corriente de CA de red al nivel inferior requerido , lo cual  puede ser adecuado para el circuito electrónico conectado a la carga. La especificaciones de voltaje de este condensador se selecciona de tal manera que su clasificación de voltaje pico RMS es mucho mayor que el pico de la tensión de red de CA con el fin de garantizar el funcionamiento seguro del condensador.  Este condensador se aplica en serie con una de las entradas de red, preferiblemente la línea de fase de la CA.

Cuando la red AC entra en este condensador, dependiendo del valor del condensador, la reactancia del condensador entra en acción y restringe la corriente de CA de la red de exceder el nivel dado, según lo especificado por el valor del condensador.   

La reactancia capacitiva se representa por  y su valor viene dado por la fórmula:

Donde  es  la  reactancia capacitiva en ohmios., es la capacidad eléctrica en faradios, = Frecuencia en hercios y  = Velocidad angular.

 

Sin embargo, aunque la corriente está restringida la tensión no lo es, por lo tanto, si se mide la salida rectificada de una fuente de alimentación sin transformador, encontrará que la tensión es igual al valor máximo de la red de CA ( alrededor de 310  voltios)  lo cual  podría ser alarmante para cualquier nuevo aficionado,pero dado que la corriente puede ser suficientemente reducidas  por el condensador, este alto voltaje pico podría ser fácilmente abordado y estabilizado mediante el uso de un diodo zener en la salida del rectificador de puente como  vamos  a ver  mas adelante.

Por cierto , no olvidad que la potencia del diodo zener debe seleccionarse adecuadamente de acuerdo con el nivel de corriente permitido del condensador.

 

La serigrafia  de los condensadores

Dada la importancia del condensador , vamos a  ver como entender al serigrafia de los condensadores  CERÁMICOS y poliester usados tipicamdnte para este tipo de aplicaciones

Los condensadores cerámicos de 10 picofaradios a 82 picofaradios vienen representados con dos cifras, por tanto no tienen problema para diferenciar su capacidad.

Para los valores comprendidos entre 1 y 82, los fabricantes suelen utilizar el punto, es decir, suelen escribir 1.2 – 1.5 – 1.8 o bien situar entre los dos números la letra “p” de picofaradios, es decir, 1p2 – 1p5 – 1p8 que se interpreta como 1 picofaradio y 2 decimas, 1 picofaradio y 5 decimas, etc…

Las dificultades comienzan a partir de los 100 picofaradios, ya que los fabricantes utilizas dispares identificaciones.

  • El primer sistema es el japonés: Las dos primeras cifras indican los dos primeros números de capacidad. El tercer número, al igual que las resistencias, indican el número de ceros que hay que agregar a los dos primeros.Por ejemplo:

100pF   se  muestra como 101 , 120pF  se muestra como 121  o  150 pifofaradios se muestran como  151.

1000pF  se muestra como 102, 1200   se muestra como 122 o  1500 picofaradios se muestran como 152,…

  • Otro sistema es utilizar los nanofaradios: en el caso se 1000 – 1200 – 1800 – 2200 pf se marcan 0´001 – 0´0015 – 0´0018 – 0´0022. Como no siempre hay sitio en las carcasas de los condensadores para tanto número, se elimina el primer cero y se deja el punto, .001 – .0015 – .0018 – .0022.

 

En cambio los condensadores de poliester usados para capacidades mucho mayores que los cerámicos ,además de ir identificado como un sistema que ya hemos visto, pueden marcarse con otro sistema que utiliza la letra griega “µ”. Así pues, un condensador de 100.000 picofaradios, lo podemos encontrar marcado indistintamente como 10nf – .01 – µ10.

En la practica la letra µ sustituye al “0”, por tanto µ01 equivale a 0.01 microfaradios. Entonces, si encontramos condensadores marcados con µ1 – µ47 -µ82, tendremos que leerlo como 0.1µ – 0.47µ -0.82 microfaradios.

También en los condensadores de poliéster, al valor de la capacidad, le siguen otras siglas o números que pudieran despistar. Por ejemplo 1k, se puede interpretar como 1 kilo, es decir, 1000pf, ya que la letra “K” se considera el equivalente a 1000, mientras que su capacidad es en realidad 1 microfaradio.

La sigla .1M50 se puede interpretar erróneamente como 1.5 microfaradios porque la letra “M” se considera equivalente a microfaradios, o bien en presencia del punto, 150.000 picofaradios, mientras que en realidad su capacidad es de 100.000 picofaradios.

Las letras M, K o J presentes tras el valor de la capacidad, indican la tolerancia:

  • M = tolerancia del 20%
  • K = tolerancia del 10%
  • J = tolerancia del 5 %

Tras estas letras, aparecen las cifras que indican la tensión de trabajo.Por ejemplo: .15M50 significa que el condensador tiene una capacidad de 150.000 picofaradios, que su tolerancia es M = 20% y su tensión máxima de trabajo son 50 voltios.

 

 

 

 

El circuito  

A pesar de que vemos ciertas ventajas en este enfoque  de fuente de alimentación sin trafo , también  hay algunas desventajas de un circuito de fuente de alimentación sin transformador:

  • En primer lugar, el circuito no puede producir salidas de alta corriente, pero eso no hará un problema para la mayoría de las aplicaciones .
  • Otro inconveniente que ciertamente necesita cierta consideración es que el concepto no aísla el circuito de las potencialidades peligrosas de la red de CA. Este inconveniente puede tener graves impacto para los diseños que tienen salidas terminadas o partes metálicas de metal, pero no importará para las unidades que tienen todo cubierto en una carcasa no conductora.

Por lo tanto,  debemos trabajar con este circuito con mucho cuidado para evitar cualquier contacto  con toda  la parte eléctrica pues , el circuito anterior permite que las sobre-tensiones de tensión puedan entrar a través de él, lo  que puede causar graves daños al circuito accionado y al propio circuito de suministro. Sin embargo, en el diseño de circuito de fuente de alimentación simple sin transformador propuesto este inconveniente se ha abordado razonablemente mediante la introducción de diferentes tipos de etapas de estabilización después del rectificador de puente  gracias a un diodo zenner  y un condensador electrolítico a la salida dc del puente  diodos.

En el esquema  se utiliza un condensador metalizado de alto voltaje (C1)   que protege de  sobre-tensiones instantáneas de alto voltaje  el circuito  de  utilización,  siendo el  resto del circuito  nada más que  aun típica  configuraciones de puente simple para convertir la tensión de CA escalonada a CC.

Veamos pues la solución usada mas típicamente :

 

El circuito mostrado en el diagrama anterior es un diseño clásico que se puede utilizar como una fuente de alimentación de 12 voltios DC para la mayoría de los circuitos electrónicos.

El funcionamiento de esta fuente de alimentación sin transformación se puede entender con los siguientes puntos:

  1. Cuando la entrada de red de CA está presente, el condensador C1 bloquea la entrada de la corriente de red y la restringe a un nivel inferior según lo determinado por el valor de reactancia combinada de C1  en paralelo   con R1=1Mohmio  y C1=1 microfaradio / 400V AC   .   Con estos valores  la corriente que podría circular sera de  más o menos alrededor de 50mA. Sin embargo, la tensión no está restringida, y por lo tanto la tensión de  220V completa pueda  estar en la entrada pudiendo alcanzar la etapa posterior del rectificador del puente de diodos ( de ahi  el peligro de este tipo de fuentes)  
  2. El rectificador de puente rectifica este 220V C a un más alto 310V DC, debido a la conversión RMS al pico de la forma de onda AC.
  3. Esta tensión de  310V DC se reduce instantáneamente a una tensión de bajo nivel por la siguiente etapa de diodo zener, lo que lo deriva al valor zener. Si se utiliza un zener de 12V, esto se convertirá en 12V y así sucesivamente.
  4. C2 finalmente filtra el 12V DC con ondas, en un relativamente limpio 12V DC.

 

Usando  lo siguientes valores    en el  esquema anterior Podemos obtener una tensión DC de 12V  y como máximo unos 100mA:

  • R1=1Mohmio
  • C1=105 /400   PPC   donde 105=  10 00000 pf o lo que es  lo mismo 1.000.000pF , es decir 1microF. 
  • R2=50ohmios 1Watt
  • Z1= diodo zener de 12v 1W
  • C2=10mF /250V

 

 

Un ejemplo practico

El circuito anterior de fuente de alimentación capacitiva o sin transformador podría utilizarse como un circuito de lámpara LED para iluminar circuitos LED menores de forma segura, como pequeñas tiras o luces de cadena LED.  Por ejemplo para una  tira de  65 a 68 LED de 3 Voltios en serie aproximadamente a una distancia de vamos a decir 20 cm  y  esas tiras unidas para hacer una tira mayor  dando un total de 390 – 408  ledsen la tira  final.

El circuito del controlador que se muestra a continuación es adecuado para conducir cualquier cadena de bombilla LED que tenga menos de 100 LED (para entrada de 220V), cada LED clasificado en 20mA, LED de 3.3V de 5 mm:

Aquí el condensador de entrada 0.33uF/400V decide la cantidad de corriente suministrada a la cadena LED. En este ejemplo será alrededor de 17mA que es casi correcto para la cadena LED seleccionada.

Si se utiliza un solo controlador para un mayor número de cadenas LED 60/70 similares en paralelo, entonces simplemente el valor del condensador mencionado podría aumentarse proporcionalmente para mantener una iluminación óptima en los LED.

Por lo tanto, para 2 cadenas en paralelo, el valor requerido sería 0.68uF/400V, para 3 cadenas podría reemplazarlo con un 1uF/400V. De forma similar para 4 cadenas, esto tendría que actualizarse a 1.33uF/400V, y así sucesivamente.

Importante: Aunque no he mostrado una resistencia limitadora en el diseño, sería una buena idea incluir una resistencia de 33 ohmios y 2 vatios en serie con cada cadena LED para mayor seguridad. Esto se puede insertar en cualquier lugar de la serie con las cadenas individuales.

ADVERTENCIA: AMBOS CIRCUITOS MENCIONADOS EN ESTE ARTICULO NO SON AISLADOS DE  LA TENSIÓN DE AC  POR LO TANTO TODAS LAS SECCIONES EN EL CIRCUITO SON EXTREMADAMENTE PELIGROSAS PARA TOCARLAS CUANDO SE CONECTAN AL SUMINISTRO ELÉCTRICO…

 

 

 

Cómo construir un banco de energía con supercondensadores.


Recientemente se ha introducido en el mercado los “supercondensadores” o lo que es lo mismo condensadores de gran capacidad pero que mantienen prácticamente el mismo factor de forma que los condensadores electrolíticos que estamos acostumbrados a usar en electronica . 

Un aspecto muy diferenciador  de esta nueva tecnología  es que gracias a esta se puede  almacenar energía sin reacciones químicas , lo cual permite que los súpercondensadores se carguen y descarguen mucho más rápido que las baterías y debido a ello  no sufren el desgaste causado por las reacciones químicas, también durando mucho más tiempo (como sabemos a diferencia de los condensadores ordinarios, las baterías almacenan energía en una reacción química, y debido a esto, los iones se insertan realmente en la estructura atómica de un electrodo : a diferencia de un condensador, los iones simplemente “se adhieren”.)

Normalmente si  descargamos nuestra batería del coche a menudo e intentamos arrancar nuestro coche una vez más ,esto  causará más daño a la batería del coche y eventualmente  no cargará de nuevo , hasta que llegue un tiempo rodando otra vez. Sin embargo esto no es cierto para los super-condensadores: por ejemplo un condensador tradicional del tamaño de una batería de célula 18650  , tiene una capacidad de aproximadamente 20 microfaradios, pero si tomamos un supercondensador  de tamaño similar, este  puede llegar a tener una capacidad de 300 Farads lo que  significa que para la misma tensión, el supercondensador  podría en teoría almacenar hasta 15 millones de veces más energía.

 A pesar  del gran avance ,sin embargo no todo son ventajas en los condensadores pues un condensador típico de 20 microfaradios sería capaz de manejar hasta 300 voltios, mientras que un ultracondensador solo puede llegar  a soportar  2,7 voltios, lo cual significa que  si se usa un voltaje más alto, el electrolito dentro del supercondensador comienza a descomponerse  y podría por tanto llegar a destruirse: por este motivo en realidad un super-condensador tiene la capacidad de almacenar alrededor de 1.500 veces la energía de un condensador de tamaño similar.

Por todo esto los supercondensadores  aunque  el campo de aplicación es muy grande : alimentación de emergencia ideal para CMOS, RAM, VCR, radio, televisión, teléfono, instrumentos inteligentes, datos de conducción, tres ICs, relojes electrónicos, linternas LED, dispositivos inteligentes, motores de juguetes, pantalla DC, USV industrial, válvula magnética, IC, reflectores LED, etc.    deberíamos  tenemos  tener en cuenta algunas consideraciones ya comentadas antes de proceder a  usarlos.

Preparación de un supercondensador

Como hemos ya comentado los supercondensadores deben  ser cargados SIEMPRE con circuitos de carga balanceadas pues sin estos corremos el riesgo de destruirlos .No obstante si piensa que son complejos no es así puesto que  estos, circuitos son asequibles de bajo costo  , sencillos ( en realidad hablamos de  un simple circuito de conmutación que no deja pasar la tensión de carga al condensador por encima del umbral )  y  son  muy fáciles de instalar pues van encima de cada condensador ya que están diseñadas con la misma forma para colocar estos justo encima y dar continuidad eléctrica ( y carga ) al conjunto

Por ejemplo si conectamos 5 supercondensadores en serie a 12v  el  voltaje no se dividirá por igual entre los diferentes terminales de los condensadores (2.2V),lo cual ya no está dando una pista de sus limitaciones especialmente a la hora de cargarlos puesto que en caso de asociación serie ,  hasta que cada supercondensador esté completamente cargado,  el voltaje en los extremos de cada condensador subirá y bajará casi como en vumetro de leds precisamente :es precisamente esta la razón  por la que  debemos usar un circuito de protección que proteja los condensadores labor que realizan las placas balanceadoras las cuales mantiene el voltaje entre los condensadores entre 2.7V o menos , es decir los mantiene en  la zona segura de funcionamiento segura cortando la tensión de carga cuando se supera ese valor protegiendo así de este modo al supercondensador

Estas placas por tanto nos descargan de un  trabajo tedioso  pues para cargar un simple condensador de 2.7V 500F   con 2.4 v de forma segura sin usar una placa balanceadora deberíamos conectar un voltímetro y un amperímetro simultáneamente durante unos 30 minutos para llegar casi a los 2V con una intensidad de unos 0.19Amp controlando en cada  momento que no se supere  el umbral . Una vez cargado aunque baje la tensión estos se comportan manteniendo la corriente casi invariable

 

Vamos a ver como calcular la capacidad  resultante de la asociación mas tipica de 5 supercondensadores  

  • En el caso de dos condensadores serie sabemos que esta es la capacidad resultante  es  1/c= 1/c1+ 1/c2

Por tanto la capacidad resultante será : 1/Cfinal= 1/500+ 1/500  =>  Cfinal =250F  

Asimismo  las tensión final es el sumatorio de las parciales:V=V1+v2

Es decir  V= 2.7 +2.7 =5.4V                                                                                                                                                                                                                          

  • En el caso de  tres  condensadores serie sabemos que esta es la capacidad resultante  es

      1/c=1/c1+1/c2+1/c3    lo que da  Cfinal=  166.67F

        Asimismo  las tensión final es el sumatorio de las parciales:    3x 2.7V 500F =8.1v                                                                                                                                                                                                                                                                                      

  • En el caso de cuatro condensadores serie  1/c=1/c1+1/c2+1/c3 +1/c4

Por tanto la capacidad resultante será Cfinal=125F

Asimismo  las tensión final es el sumatorio de las parciales:4 x 2.7V 500F =10.8V                                                                                                                                                                                         

  • Finalmente en el caso de cinco condensadores serie 1/c=1/c1+1/c2+1/c3 +1/c4+1/c5

Por tanto la capacidad resultante será Cfinal=100F

Asimismo  las tensión final es el sumatorio de las parciales  5* 2.7V 500F =13.5V , que es justo el valor que queremos llegar        

 

 

 

 

 

Calculo final

En el calculo anterior de  5 supercondensadores serie  obtuvimos  una tensión útil de 13.5V d3l conjunto   pero con una capacidad final  muy mermada de 100F  así que para aumentarla  si tomamos dos agrupaciones de 5  condensadores en serie  en  paralelo la  capacidad aumentará manteniéndose la tensión final;

 

 

La  capacidad  de este conjunto  aumenta justo el doble tal y como nos dicen los cálculos

          1/cfinal= 1/c1+1/c2+1/c3 +1/c4+1/c5 + 1/c6+1/c7+1/c8 +1/c9+1/c10  =>

         1/cfinal= 1/500+1/500+1/500 +1/500+1/500 + 1/500+1/500+1/500 +1/500+1/500 =>

          cfinal=200F  

Asimismo  las tensión final es el sumatorio de las parciales de una agrupación al estar ambas en paralelo

Es decir  V= 10 x 2.7V = 13.5V

En resumen    tenemos  con ambas agrupaciones  un supercondensador equivalente   de 3.5V 200F

 

Como C=As/V ( AS=Amperios por segundo) , entonces AS=C+V,

 AS= 200F x 13.5V =2700 Amp/seg   

Vemos   que para nuestra agrupación  serie y paralelo de 10 supercondensadores  obtenemos pues  una capacidad en AS  de 2700 Amp/seg

 

Por otro lado como la capacidad de un acumlador normalmente se mide en  unidades  de tiempo (AH= Amperios hora)  como AH =AS/3600s

C (en Amphora) =2700 (enAmp/seg)   /3600= 0.75Ah

Vemos   que para nuestra agrupación de 10 supercondensadores  una capacidad en AH de 0.75AH  que sería la capacidad de esta agrupación , lo cual  nos hace ver en números  que con estas agrupaciones siguiendo estas fórmulas ya comentadas  necesitamos bastantes elementos (  por ejemplo  para obtener un powerbank de 15AH necesitaríamos  unos 200 supercondensadores de 2.7V 500nf)

Una vez hecho los cálculos  llega el momento de construir el  banco de supercondensadores , para  lo cual lo primero es soldar los condensadores a las placas de  protección respetando escrupulosamente la  polaridad  .

Ya montados los módulos de condensador con las placas toca interconectar estos   para obtener  los 0.75AH    . Debemos   tener en cuenta ,dada la corriente que debe pasar por estos cables  que deberemos hacer   la interconexión   con cables  de cobre   de cierto espesor . En este sentido como un cable de 1.1mm soporta  unos 99 Amp en alterna  lo ideal es usar varios cable juntos para que no haya problemas   de calentamiento de estos

Este es el resultado final del montaje

 

 

Medición  de corriente  y tensión de carga

La mejor manera de monitorear la carga de  un acumulador o una  la agrupación de supercondensadores es usar  un medidor multifuncional de panel , pero !atención !  , porque este debe ser especial  para  corriente continua, lo cual será claramente evidente cuando  sea necesario un shut  que deberemos conectar en serie con la carga  (en nuestro caso el banco de supercondensadores)

Normalmente en estos medidores  el shunt se conecta  en  el polo negativo en serie con la carga   en el que precisamente  en ambos extremos  conectaremos  los hilos de medición  siguiendo el esquema siguiente 

Este tipo de multímetros  DC 4 en 1  suelen tener  una precisión de medición de grado 1.0, combinando  la medición de voltaje, corriente, potencia y energía en un combo, súper compacto y liviano que puede ser portátil y fácil de usar.   También  suelen  tener una  función de alarma mostrando el voltaje parpadeando  la luz de fondo  simultáneamente si el voltaje va más allá del umbral de alarma   que se puede establecer si es necesario( el rango va desde   6 a los 90v ).

Además estos instrumentos almacenan automáticamente los datos de  la última prueba de modo que  cuando se  apagan  el valor energético se puede restablecer por una pulsación corta el botón de función en segundos.

En  concreto este medidor, puede medir voltios, amperios, vatios y energía individualmente contando con un shunt de 100 A / 75 mV, adecuada para mediciones de gran alcance . Cuenta  con una pantalla Digital Súper Grande de  51x30mm de  LCD azul para mostrar la tensión, corriente, potencia y la energía.  Con este medidor, puede medir voltaje 6.5V – 100V DC, amperios 0.0A – 100A y vatios 0.0w – 10Kw.

 

 

Si tiene dudas sobre su uso en este video podemos ver el medidor   en funcionamiento  usando precisamente  est  para monitorizar la carga de nuestro conjunto de 10 supercondensadores

 

Conclusión 

Realmente ya hemos visto como montar  los supercondensadores  para fabricar  un banco de energía de supercondensadores  para uso doméstico utilizando  placas de protección  para ensamblar los condensadores   de 2.7V 500F  montados en una combinación mixta de serie y en paralelo de forma segura.

El valor total de la capacidad de los  10 supercaps resultante de es  de 13.5V ,como hemos calculado es de 200F  que traducido a Ampx hora es de  0.75AH .siendo e tiempo de carga promedio para este paquete de unos 8 minutos  utilizando un  cargador lento  comercial  tradicional  de  batería del automóvil.

No nos cansaremos de repetir que las placas de carga son imprescindibles  porque  protegen los condensadores de daños por sobretensión.

 

Finalmente  en este video podemos ver el montaje de este conjunto   y su utilización practica

 

 

 

Medidor de Consumo Eléctrico CHINT + ESP8266 y Matrix Led MAX7912


En esta post  volveremos a un tema recurrente en este blog: la medición del consumo eléctrico de forma invasiva en un ambiente doméstico ,pero esta vez  usaremos  el  medidor CHINT DDS666,lo que técnicamente es un medidor residencial o residencial tradicional  pero con  una salida óptica  (también llamada   salida de pulsos)-

Precisamente por esa característica  de salida óptica, dado que en el mercado existe una amplia variedad de dispositivos con este tipo de salida   , esta propuesta que vamos a ver es perfectamente viable  también para  todo tipo de contadores con salida de pulso, como la mayoría de los contadores modernos  para uso personal  que se comercializan para fijar en carril DIN en el cuadro de distribución de c.a. cuya velocidad de flash de salida de prueba es de  500 impulsos por kWh ( es decir cada impulso corresponde a un 2W/H)

Lógicamente dado que la relación de pulsos/kwh  es diferente  según el contador , tendremos que ajustar el código de nuestro  programa para que el resultado sea exacto , pero insistimos: como esta relación es conocida  no es demasiado complejo ajustar   el código para el contador que elijamos

Advertencia: Se recomienda precaución ya que este tipos de proyectos implican riesgo eléctrico o electrocución ya que se utiliza un  equipo conectado de 220VCA -120 VCA por los que  se requieren conocimientos básicos  de electricidad , por favor esté documentado previamente en este sentido.

Conviene recordar que por seguridad cuando trabaje en cuadros de baja tensión siempre trabaje cortando la alimentación general y asegúrese después con un polímetro o un busca-polos que efectivamente no hay tensión c.a.

Obviamente si no se tiene experiencia en cableados de baja tensión o no esta seguro de la instalación , le  recomendamos encarecidamente  que este tipo de trabajos lo realice un instalador  o un electricista pues  manejar por error tensiones de ca puede ser peligroso  .

 

El circuito

 

El viejo modelo CHINT DSS66 permite la medición de energía activa o potencia activa en instalaciones domésticas. Es  un registrador ciclométrico, registrando medidas siempre positivas que evitan pérdidas fraudulentas de conexiones. Como se trata de un medidor invasivo que se requiere para abrir nuestro circuito eléctrico, se capturan los pulsos generados, Genera 3200 imp / kWh, que nos permitirá medir la potencia y el consumo de energía. El medidor tiene un optoacoplador para aislar la salida de pulso para realizar la medición. 

 Algunos medidores tienen una salida de pulso asociada con el consumo eléctrico, en el caso de este medidor específico, cada vez que se enciende el diodo led frontal, envía un pulso que activa un optoacoplador para la salida de pulsos terminales (11 +) (12 -) y el medidor integrado realiza la medición e integración de kilovatios / hora y enviando pulsos según el consumo siendo la relación de  este medidor  de 3200 imp “impulsos” / kwh,.

Este medidor tiene 2 características:

  • Es invasivo, es decir el circuito debe abrirse para colocar en serie el medidor entre la fuente y la carga
  • No tiene un protocolo de comunicación en serie, siendo la relación de salida de pulsos de 3200imp / kwh.

Gracias a la ayuda de un microcontrolador “Arduino, ESP8266 o ESP32”  podemos medir los watios consumidos. La elección precisamente de un  ESP8266 12E   o Arduino Nano Clone   , de hecho dependerá de si necesitamos enviar los datos  o no a un servidor en la nube  o simplemente queremos mostrar la información en un display 

Como contábamos al   principio de este post el modelo  DSS66 es algo anticuado por lo que es perfectamente viable usar   de contadores con salida de pulso de carril DIN , como la mayoría  que se comercializan para fijar en el cuadro de distribución de c.a. cuya velocidad de flash de salida de prueba es de  500 impulsos por kWh ( es decir cada impulso corresponde a un 2W/H)

 

 

Durante las primeras pruebas  se conectaron el GPIO directamente al medidor,dado que el medidor de mentón tiene su propio optoacoplador, pero por alguna razón cada vez que se genera un pulso, el módulo ESP8266 grababa 2 pulsos, algo que no sucedió con Arduino .

La solución para el problema es  aislar la salida del watímetro mediante la adición de un optoacoplador 4n25 y una fuente de alimentación de 5v :de esta manera sólo llegaría un pulso y ademas por seguridad se aislan los circuitos .

Para las primeras  pruebas   se propone usar un  ESP8266 y/o arduino y solo  haremos la medición de Active Power, por ejemplo  utilizando una  bombilla de 45W, para tener una carga fija que represente un “hogar”.

 

Lista de componentes

 

 

Código IDE de Arduino

 

El código para el módulo ESP8266 por ahora no tiene ninguna rutina de comunicación de envio  hacia  el Cloud, así que por el momento visualizaremos la potencia con un Matrix led x4 MAX7912 pero se puede usar un display de 7 segmentos  o  simplemente la salida serie

El medidor solo tiene una salida de pulso,por lo que  para realizar el cálculo del consumo eléctrico, capturamos a través de una interrupción en el GPIO 5 (D1), técnicamente utilizando el factor apropiado del medidor 3200imp / kWh = 3.2, se calcula la potencia activa instantánea.

Una diferencia horaria entre pulsos y basada en 1 hora = 3600 s. potencia = (3600000000.0 / (pulseTime – lastTime)) / 3.2

Este cálculo se realiza en la interrupción, solo cada vez que se registra un nuevo pulso.

Inicialmente, gracias a OpenEnegyMonitor, por la documentación, el cálculo se tomó de una de las versiones anteriores de su página

 

Este es el codigo usado para probar la funcionlidad 


#include <SPI.h>
#include <bitBangedSPI.h>
#include <MAX7219_Dot_Matrix.h>
const byte chips = 4;

unsigned long lastMoved = 0;
unsigned long MOVE_INTERVAL = 20; // mS
int messageOffset;
int counters=0;


// 12 chips (módulos de pantalla), SPI de hardware con carga en D10


MAX7219_Dot_Matrix display (chips, 2); // Chips / LOAD

char message [64] = “mensaje  a mostrar inicial ….“;
char myCharMessage[64];
String Message;

// Número de pulsos, utilizados para medir la energía.
long pulseCount = 0;


// Se usa para medir la potencia.
unsigned long pulseTime,lastTime,diffTime;
long timeout_reset=0;


//power and energy
double power elapsedkWh,watts;

// Número de pulsos por wh – encontrado o configurado en el medidor.

//1000 pulsos/kwh = 1 pulso por wh 3200 imp = 3.2

float ppwh = 3.2     ; 

int First_pulse = 0;
///***********************************************************************************


const byte interruptPin = 5; /// pin 5 D1


#include <Ticker.h>
Ticker flipper;


void flip() /// displayed
{

//bucle para almacenar en un array el mensaje de bienvenida

for (int i=0;i<64;i++)
{
message[i] = myCharMessage[i];
}
updateDisplay ();

}

 

 

Y este es el cuerpo del programa_

void setup ()
{
pinMode(interruptPin, INPUT_PULLUP);    //define el pin como entrada binaria
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(interruptPin), onPulse, FALLING);
Serial.begin(115200);
display.begin ();
} // end of setup


//
void onPulse()
{
if(First_pulse<2){ First_pulse++; }

else {
/// se usa para medir el tiempo entre pulsos.
lastTime = pulseTime;
pulseTime = micros();

//Contador de pulsos
pulseCount++;

//Calculo de la potencia
power_ = (3600000000.0 / (pulseTime – lastTime))/ppwh;

if (power_ < 1000) {
watts= power_;
Serial.print(“watts = “);
Serial.print(watts,4);
Serial.println(“W”);
}
}
}

 

 

void updateDisplay ()
{
display.sendSmooth (message, messageOffset);
// la próxima vez muestra un píxel en adelante

if (messageOffset++ >= (int) (strlen (message) * 8))
messageOffset = – chips * 8;
} // end of updateDisplay

void loop ()
{

// DEBUG SERIAL
 Serial.print(“watts = “);
 Serial.println(watts,4);

////las cadenas se deben cargar a la variable (Message) para que se visualicen en la matriz

//Message =”Power “+String(watts)+” W :)”;
Message =String(watts)+”W”;

//sacamos por consola la potencia
Serial.println(Message);

int L_Message = Message.length(); ///length String
String(Message).toCharArray(myCharMessage, L_Message+1);

/// String to char array  y scroll
flipper.attach(0.1, flip);

// restardo


delay(100);


} //fin del bucle

 

 

 

En el siguiente video  podemos ver el circuito en acción:

 

 

 

 

Mas informacion en  https://www.instructables.com/id/Electric-Consumption-Meter-CHINT-ESP8266-Matrix-Le/

Calculo de un radiador para calefacción (parte 2)


Como vimos en un post anterior, existen múltiples factores a tener en cuenta a la hora de dimensionar los radiadores  que vamos a  instalar o reemplazar  en una vivienda siendo lógicamente  una de las variables mas decisiva el volumen  de cada estancia a calentar, pues como es lógico, necesitaremos más potencia en habitaciones mas salas o  con techos altos que salas pequeñas  o con techos mas  bajos.

Resumidamente  estos son algunos condicionantes que nos determinaran  el tamaño de los radiadores  :

  • La orientación de la vivienda  pues  todos sabemos que la orientación sur dado que tienen mayor entrada de luz solar durante el día. necesita menos energía para calentar
  • La zona climática donde se encuentra la vivienda. Abajo podemos ver un mapa de España donde queda patente las zonas mas cálidas  ( zona A) donde necesitaremos usar menos energía  para calefactor las estancias  y las zonas mas frías (zonas E)Mapa de zonas climáticas en España
  • El aislamiento de la vivienda es también crucial pues con un mal aislamiento o deficiente se  se disipa mucho calor y  nunca conseguiremos tener una temperatura estable en la vivienda.
  • Otro de los detalles no menos importantes en el momento de calcular la calefacción es la altura de la vivienda  pues no es lo mismo aclimatar una planta alta que soporta  la cubierta  y por ende las inclemencias del tiempo ( lluvia, nieve, etc. )  que una planta baja o una entreplanta
  • Por último también es importante del número de   habitaciones  cuyas paredes dan a alguna fachada   estando relacionado   directamente  con el nivel de calorías /m2 necesarias (cuantas más habitaciones haya expuestas a una fachada menos protección contra los agentes adversos.)

 

Antes de empezar los cálculos , lo primero que queremos indicar, es  que no se calcula los elementos de radiador por metro cuadrado  pues ese numero  solo esta relacionado con la potencia necesaria para calefactor una estancia  así como por el propio radiador y no por la  superficie en si misma   , pues precisamente hemos visto  que la potencia   necesaria  (   que se obtendrá  por varios elementos ) e esta relacionada por el aislamiento, altura, etc  y no por la  superficie en si misma.

Otro aspecto   que tenemos que evitar es  instalar radiadores de aluminio mayores de 12 elementos pues  en algunos casos, el radiador no se calienta totalmente, o al tener en una estancia un foco de calor tan elevado puede hacer que haya grandes diferencia de temperatura entre un lado y otro de la estancia.Precisamente  para evitar ese inconveniente una alternativa es instalar radiadores verticales, sus elementos son más altos que estos radiadores de aluminio, y por tanto los Watios por elemento son mayores. Es decir, con el mismo número de elementos tendrán más calor.

 

 

Calculo simplificado

Para calcular la potencia necesaria en cada estancia, primero identificaremos la vivienda a calcular la calefacción según todas las variables nombradas anteriormente en la siguiente tabla  donde se relaciona  el nivel de aislamiento, el numero de fachadas,al altura a la que esta la vivienda   y por ultimo la  zona . 

Para España según el mapa  que tenemos mas arriba   esta es la tabla para obtener el coeficiente

 

Según el nivel de aislamiento, el numero de fachadas,al altura a la que esta la vivienda   y por ultimo la  zona  obtendremos ese coeficiente  C que como vemos varia entre 67 y 155)   y que nos intenta englobar  todas las posibles perdidas de las diferentes estancias  de la vivienda

Para  saber los Watios necesarias por metro cuadrado para un estancia  multiplicamos los metros por el coeficiente  para conocer las necesidades de cada estancia.

 Potencia necesaria (W)=Factor de corrección x    M² de la estancia 

 

Una vez sabemos la potencia que necesitamos para cada estancia, debemos acceder a la ficha técnica del tipo de radiador que queremos instalar para saber el número de elementos necesarios para conseguir la temperatura óptima en la estancia.

     número de elementos necesarios=Potencia necesaria (W)/ emisión térmica del radiador

 

Por ejemplo, si nos vamos a uno de los fabricante mas conocidos Ferolli , uno de los más vendidos y que mejor rendimiento da en todo tipo de viviendas,si tomamos como referencia el   Modelo Europa   si accedemos   a su ficha técnica podemos ver que emisión térmica del radiador a 50º (ΔT = 50º) es de 119,8W por elemento

 

Con el valor obtenido   de la potencia necesaria por cada  estancia obtenido en  el primer paso , si la  dividiremos   por la potencia de cada elemento de radiador  , es decir  la emisión térmica del radiador a 50º (ΔT = 50º),  obtendremos el número aproximado de elementos necesarios para cada estancia

.

 

Si consideramos  que el factor  es demasiado alcista el de considerar como referencia  la emisión térmica del radiador a 50º (ΔT = 50º)   dado que el fabricante también nos ofrece otro  dato podemos considerar como coeficiente de corrección   la emisión térmica del radiador a 60º(ΔT = 60º) lo cual si duda nos dará  un radiador de  menores dimensiones

 

Por ejemplo si necesitamos  calentar una estancia con una potencia de 862 W  y elegimos el  modelo Europa  tenemos la siguientes casuisticas:

  • Si consideramos la  emisión térmica del radiador a 50º (ΔT = 50º) que  es de 119,8W   la ecuación nos quedara con 862 W / 119,8 W = 7.25. Y este resultado siempre lo redondeamos hacia arriba, así que nos quedará un radiador Europa de 8 elementos para calentar esta estancia.
  • Si consideramos la  emisión térmica del radiador a 60º (ΔT = 60º) que  es de 119,8W   la ecuación nos quedara con 862 W / 152,3 W = 5.6. Y este resultado siempre lo redondeamos hacia arriba, así que nos quedará un radiador Europa de 6 elementos para calentar esta estancia, es decir justo el  radiador de referencia de esta  marca de 6 elementos  , que es por cierto el mas usual  en dormitorios o estudios de un tamaño medio.

 

 

Regulación de los radiadores 

Dentro de los accesorios existen  múltiples  opciones interesantes e para reducir  consumo al máximo mediante el control del calor, como son las válvulas termostáticas y los cabezales electrónicos.

En este  sentido para controlar el uso de los radiadores y la caldera,  los termostatos o cronotermostatos( son programables) y hay varias opciones: con cable, por radiofrecuencia, wifi.   Entre estas opciones destacan los cronotermostato Wifi con el que se puede controlar nuestra sistema de calefacción desde el móvil o tablet.

Si busca algo económico, de sencillo manejo y con un funcionamiento fiable,  un modelos  a  tener en cuenta es el modelo eQ-3 141227C1 CC-RT-M-TFC  pues  pude permite un ajuste exacto de la temperatura y la regulación de la temperatura ambiente. Es fácil de instalar sin drenar agua, la necesidad de herramientas especiales o intervenir en el sistema de calefacción  pues se enrosca directamente  sobre la llave manual.

Ee apto para la mayoría de los fabricantes de válvulas populares como Heimeier, MNG, Honeywell Braukmann, Oventrop, Schlösser, Comap, Valf Sanayii, Idmar, Jaga, Junkers, Pegler, R.B.M., Watts (no incluye adaptador para Danfoss RA, RAV y RAVL).

Ademas esta listo listo para su uso gracias a la programación predefinida, protección de función con protección de los niños y bloqueo de funcionamiento y no necesita alimentación exterior ( se alimenta con dos pilas AAA).

 

Calculo de un radiador para calefacción


En el momento de planificar el confort de una vivienda, es conveniente calcular la calefacción para así poder tener en cuenta el tipo de caldera, la potencia de esta, el numero de radiadores y el número de elementos de cada radiador para que luego no ocurran sorpresas desagradables con la temperatura del hogar.

A la hora de elegir , cambiar o modificar un sistema de calefacción tanto central de agua caliente como eléctrico existen diferentes aproximaciones para hacer un cálculo aproximado de la potencia calorífica que se necesita para calentar cada habitación de nuestra vivienda siendo lo mas normal estimar el cálculo watios (W) pues es un dato que suelen ofrecer todos los fabricantes de radiadores

En caso de calefacción central lo primero, saber que caldera tenemos y que potencia calorífica nos puede proporcionar, ya que puede ser escasa. Y la caldera depende del tamaño de la instalación, pero con una de 28 kw deberíamos tener suficiente.

 

 

Contar con una buena instalación de calefacción es imprescindible para el confort de nuestro hogar durante el invierno. Por eso, es importante tener en cuenta las características de nuestra casa a la hora de escoger el sistema que más nos conviene.

  • Localidad donde se instalarán los radiadores
  • Tipo de vivienda ,Piso (entreplanta, ático o piso rodeado de pisos) y número de fachadas a la calle.
  • Orientación de la vivienda.
  • Metros cuadrados para cada habitación  y altura del techo.
  • Uso   que se le va a dar a esa habitación  ya que en pasillos podemos redondear a la baja, mientras que en salas de estar haríamos lo contrario.
  • Nivel de aislamiento de la vivienda.

Por todo ello para efectuar el cálculo de las necesidades caloríficas de una vivienda, deben determinarse las pérdidas de calor por transmisión en paredes, ventanas, suelo, techo, puertas y las pérdidas por infiltraciones de aire para cada uno de los locales que componen la vivienda.Además, deberá añadirse unos suplementos por orientación norte, intermitencia y por dos o más paredes al exterior.

 

Para facilitar y determinar, de un modo rápido y aproximado, la potencia calorífica de una vivienda, es importante tener en cuenta distintos factores, como son:

  • Factor A:Base en W/m². El factor varía en función del uso al que se destina la habitabilidad del local, del emplazamiento en el contexto del edificio y del régimen de calefacción que se utilice en la edificación. No es lo mismo vivir en un primer piso que en un quinto.
  • Factor B: Coeficiente corrector, se aplica en base a la temperatura de cálculo en el exterior del edificio a calcular.
  • Factor C: Factor que regula las necesidades a partir del tipo de construcción, basándonos en la antigüedad del edificio.

De esta forma, uno de los métodos más eficientes para calcular las necesidades térmicas de nuestro hogar, consiste en multiplicar la superficie del local (habitación) por estos tres factores, variables en función de las características y situación de la vivienda., es decir usando la formula

Potencia  necesaria  por m2=  A  x  B  x C x  superficie en m2 de la habitación

En la practica  estos  tres factores vienen dados por el fabricante de modo que según las tablas del fabricante del radiador establecemos el coeficiente (los vatios por metro cuadrado para esa vivienda en ese lugar) y solo tenemos que multiplicar los metros cuadrados (de cada estancia) por los vatios necesarios por metro cuadrado que nos indica la tabla del fabricante en función de las características de la vivienda.

 

Calcular calefacción en función de la superficie 

Para calcular la potencia de calefacción que necesitaremos por metros cuadrados (en W), plantearemos la siguiente fórmula de cálculo que será válida para estancias con una altura menor de 2,5 metros cuadrados:

Potencia requerida (W)= AxBxCxDx85

A = Espacio a calentar,Apunta en la fórmula los metros cuadrados de la estancia a calentar

B = Orientación.De la orientación de la vivienda depende que reciba una mayor o menor cantidad de luz solar. Una casa con orientación Sur siempre es más soleada y por tanto, está más caliente. Estos coeficientes son los los mas normales:

  • Norte: (VALOR = 1,12)
  • Sur: (VALOR = 0,92)
  • Este: (VALOR = 1)
  • Oeste: (VALOR = 1)
     

C = Aislamiento:El aislamiento es básico para determinar una mejor o peor eficiencia energética de un edificio. Una vivienda con carente de aislamiento sufrirá pérdidas de calefacción y por lo tanto de energía. A menor aislamiento, mayor consumo de calefacción. Sabido ésto, elije entre estas tres opciones:

  • Buen aislamiento: Ventanal doble y tabique doble (VALOR = 0,93)
  • Aislamiento sencillo: Ventanal sencillo y tabique doble o ventanal doble y tabique sencillo (VALOR = 1)
  • Sin aislamiento: Ventanal sencillo y tabique sencillo (VALOR = 1,10)

D = Zona climática,El Código Técnico de la Edificación establece en el DB H1 las zonas climáticas en las que se divide nuestro país identificándolas mediante una letra en la división de invierno y un número de verano. Como estamos realizando un cálculo de calefacción, nos referiremos a las zonas climáticas en invierno.Consulte en el mapa siguiente la zona climática en la que se encuentra su vivienda y aplique su valor a la fórmula.

Mapa de zonas climáticas en España
  • Zona A: (VALOR = 0,88)
  • Zona B: (VALOR = 0,95)
  • Zona C: (VALOR = 1,04)
  • Zona D: (VALOR = 1,12)
  • Zona E: (VALOR = 1,19)

Cálculo de radiadores por volumen

Su supera la altura de 2,5 m  cada habitación , para saber cuántos radiadores debemos instalar en una habitación, conviene realizar el cálculo por volumen en metros cúbicos ya que la altura es un aspecto muy importante a valorar.

Los pasos para conseguir el cálculo de radiadores por m3. 

  • Calcular volumen en metros cúbicos es el resultado de multiplicar al superficie en en metros cuadrados por la altura de cada estancia.
  • Calcular las kcal/h necesarias para calentar la habitación.La formula  para calcular los KW/h en función de la Kcal/h es  simplemente dividendo  kcal/h entre 860 obteniendo así los  kW/h de potencia necesaria. Según el tipo de habitación, utilizaremos distintos valores de cálculo:

dormitorios … m3 x 45 = kcal/h.

baño, sala estar, comedor … m3 x 50 = kcal/h.

pasillos, lavaderos … m3 x 40 = kcal/h.

 

  •  Calcular los elementos del radiador: las kcal/h o kW/h obtenidas habrá que dividirlas por la potencia calefactora de cada elemento del radiador y el resultado es la cantidad de elementos que serán necesarios en el radiador.

Por ejemplo para saber cuántos radiadores necesitaremos para calentar una casa de 75 m2, con una altura de 2,5 m,

  •  Calcular volumen en metros cubicos75 *2.5   nos da 187,5 m3
  • Calcular las kcal/h necesarias para calefactar la habitación  187,5 m3 x 40 = 7500 kcal/h / 860 = 8,7 kW/h 
  • Calcular los elementos del radiador:  Si tenemos un radiador de 1.000 W (1kW), sabemos que necesitaremos al menos 8 radiadores para calentar toda la vivienda. 

De todas formas, volvemos a recordar que estamos hablando de unos cálculos muy simples. Para que las potencias realmente se correspondan con las necesidades de una vivienda, el cálculo debe realizarse mediante la valoración de ubicación de vivienda, orientación, m2 de aberturas acristaladas, m2 de pared exterior, m2 suelo exterior o con vecinos, m2 techo con vecinos o exterior, coeficientes de transmisión, etc … algo que recomendamos pedir a un instalador profesional para que se realice un cálculo real y sobre todo eficiente de la calefacción que necesita su vivienda. 

 

 

Calculo online

En esta pagina se  puede calcular las necesidades caloríficas así como los elementos de calefacción necesarios de cualquier estancia.

Funcionamiento: 

  1.  Para insertar una nueva estancia, pulse sobre el botón ‘Añadir’
  2. Tenemos que seleccionar;Zona Climática,Aislamiento,uso de la Habitación,Orientación y  superficie  en metros cuadrado
  3. Después pulsar en el icono de ‘Guardar‘( el disquete)  para fijar los datos o ‘Borrar’ para eliminarlos.
  4. Obtendremos el valor delas Kcalorias  necesarias en función de las condiciones elegidas.Como en este programa nos da el resultado en Kcal  por lo que para pasarlos a Watios:

    kcal/h dividido entre 860 = kW/h de potencia necesaria.

  5. El programa  ademas suma el total de Kcal , lo cual nos puede ser interesante para calcular la potencia de la caldera en caso de un sistema centralizado
  6. También podemos saber de forma individualizada   el numero de elementos necesarios   por estancia para  un tipo de radiador del fabricante 



Los datos de cálculo son aproximados y están basados en condiciones medias de aislamiento y altura de 2,50 m y las  potencias radiadores certificadas a Delta t=50

 

Cómo encender las luces Hue desde Google Home sin comprar uno de los altavoces de Google


En efecto  los asistentes de voz han llegado para quedarse de modo que lo que hoy son capaces de hacer  probablemente sera superado muy rápidamente   con creces en un futuro muy cercano con nuevas posibilidades. Precisamente uno de los campos mas interesantes   dentro de  las posibilidades  que ofrece la IA   es el control  de  nuestros dispositivos   domésticos,  destacando con  voz propia el control de la iluminación eléctrica,  sencillamente porque aparte  de que esta estandarizado los tipos de luminarias,  el control  de estas es mucho mas sencillo  que el de cualquier  electrodoméstico en el que podamos pensar  (si bien  esto esta cambiando con equipos  eléctricos  cada vez mas conectados como lavadoras , equipos de aire acondicionado , calefacción , etc).

Dentro de la domótica orientada a la iluminación, destaca con voz propia el sistema Hue de Philips , pues en efecto mucho antes de que Lifx, IKEA, Sengled y el like llegaran a la escena, la compañía, que por cierto cambió su nombre de Philips Lighting a Signifity, ya estaba ofreciendo una serie de bombillas conectadas que podrían controlarse desde una aplicación en su teléfono inteligente (de hecho la primera bombilla que se encendió  fue en octubre de 2012).

A  pesar de  que esos antiguos rivales hoy en día ya ofrecen una  buena calidad, son fáciles de usar y   son alternativas genuinas, Hue sigue siendo el rey del peso pesado indiscutible en una división en constante expansión ,siendo por tanto para muchas personas,Philips Hue  el primer nombre en que piensan  al equipar sus casas inteligentes.

Sin embargo, una casa inteligente no  es tan simple como comprar  el  famoso   Philips Hue Hub   y  enroscar bombillas compatibles con el sistema  Hue , y de hecho no es necesariamente la cosa más fácil de lograr, pues existe una gran variedad de luminarias  Philips Hue para elegir, así como una plétora de accesorios y extras,   así como una gama aparentemente interminable de características y especificaciones-que puede ser muy  desalentadores para empezar,   pues ademas,  si queremos llegar aun mas lejos,  deberíamos  sincronizar  estos con  ecosistemas como Nest, Alexa, HomeKit ,  Google Assistant o últimamente Movistar Home con su famosa implementación de IA  con  “Aura”.

 

Configurar Philips Hue

Esencialmente, una configuración de Philips Hue (como en la mayoría de los otros sistemas de iluminación inteligentes) utiliza señales inalámbricas  Wi-Fi y ZigBee permitiendo  conectar hasta 50 dispositivos de iluminación inteligente  mediante una aplicación o un control remoto físico

Resumidamente   para conectar de luces inteligentes  basadas en el sitema Hue de Philips ,  solo necesitamos  conectar el Hub  a la red eléctrica  y a una toma ethernet, conectar  bombillas compatibles   y configurar todo el ecosistemas desde la app Hue  y usted será capaz de controlar su brillo, colores, el tiempo que permanecen encendidas o apagadas o   la forma en que reaccionan a otra tecnología inteligente.

De hecho, gracias a los gustos de Amazon Alexa y Google Assistant, y recientemente Movistar Home ,  es posible que incluso ya  no necesite usar  la aplicación Hue  en absoluto( excepto para la primera configuracion), pues la iluminación de su casa se controlará solo con la  voz., pero en todos los casos, no obstante ,para hacer  este control posible,  vamos a  necesitar un elemento    que haga de puente  entre la red  wifi  y red  Zigbee : el  Philips Hue Hub .

En efecto Philips Hue Hub integra el coordinador y el router Zigbee en un único dispositivo , permitiendo conectar hasta 50 bombillas Hue además de 10 accesorios para poder ampliarlo. Además  no solo este Hub admite bombillas Philips Hue  sino  otras marcas mas económicas  como Inn, Osram y hasta incluso las bombillas de Ikea

El puente de Philips Hue es pues la herramienta que permite la conexión y manejo de bombillas LED  compatibles con Zigbee  al ser  compatible con ZigBee 3,0, pero también al ser compatible con el protocolo estándar ZigBee Light Link   permite  que conectemos   bombillas que no tienen que ser necesariamente  Philips Hue  como tal, pues  hay  otros  productos y dispositivos compatibles con ZigBee Light Link que  funcionan con el puente Hue. De hecho , tal  y como ya comentamos en un post anterior , podemos usar otras  marcas como por ejemplo las  bombillas inteligentes de IKEA   o  otras  bombillas de la talla de GE y Osram

Una vez conectado el Hub  a la red eléctrica  y a una toma ethernet el Philips Hue Hub , necesitaremos instalar  la app  “Philips Hue ” disponible en Google  Play para  configurar tanto el Hub como las luminarias . Una vez  realizada esta configuración de una única vez   podremos programar y personalizar la iluminación de una  casa  permitiendo organizar fácilmente la iluminación por habitaciones,encender o apagar todas las luces de las habitaciones o cambiar el color o el brillo en todas las bombillas según su estado de ánimo o actividad  con independencia de la cantidad de la cantidad de  bombilla que hayamos instalado.

Configurar un puente Philips Hue

  • Enchufe el puente de Hue en una toma de corriente y conéctelo a su router a través del cable Ethernet.
  • Proceda una vez que las cuatro luces del puente se iluminen.
  • Vaya a Configuración > puentes de Hue > Añadir puente de Hue en la aplicación Philips Hue.
  • Siga las instrucciones de configuración.

Cconfigurar una bombilla Philips Hue

  • Primero, asegúrese de que el puente Philips Hue esté configurado.
  • Vaya a Configuración > configuración de luz > Añadir luz.
  • Pulse ‘ Buscar ‘ o agregue manualmente el número de serie que aparece en la bombilla.
  • Siga las instrucciones de configuración, desde cuyo punto puede nombrar su luz y ponerla en habitaciones.

Lo normal es que instalemos   las bombillas desde la aplicación “Philips Hue ” disponible en Google  Play  y controlemos  todas las luminarias   tanto  desde la propia aplicación  o desde un accesorio Hue, pero además ,   recientemente  se  ha implementado el control de esta mediante  la  inteligencia artificial de Movistar  (Aura)   en el famoso Movistar  Home , dispositivo que actualmente no solo permite el control de  las  luminarias conectadas al  Philips Hue Hub mediante  ordenes vocales  del tipo “ok Aura enciende las luces” o “Ok Aura apaga las luces” (así como elegir el color o la intensidad de la iluminación de forma táctil en la pantalla de tu Movistar Home), ademas    permite  tener el control  de las llamadas ( crucial para el caso de emergencias)   , buscar contenidos de Imagenio y proyectarlos en la TV, gestionar la conectividad con la voz , y un largo etcétera .

 

Movistar Home

Si tiene instaladas  las luces inteligentes (Phillips Hue) y cuenta con en el famoso Movistar  Home , en efecto podrá controlar el apagado y encendido de las luces del salón a través del comando de voz, “OK Aura, enciende las luces” u “OK Aura, apaga las luces”, así como elegir el color o la intensidad de la iluminación de forma táctil en la pantalla de su Movistar Home y todo ello  con tres sencillos pasos desde el propio Home:
  1.  Pulsando el botón del Hub de Hue , nos iremos en el Movistar Home  a Ajustes->Conectividad->Luces
  2.  Ahora una vez detectado el hub   debería aparecer  en este apartado en la pantalla de MH
  3. Lo siguiente es buscar las luces , así que nos volveremos  en el MH a Ajustes->Conectividad->Luces   y seleccionaremos las luces sobre las que actuar
 

 

Vinculación  de   Philips Hue a Google Home

Ademas  de la posibilidades comentadas  de control de la aplicación  , desde periféricos Hue o incluso desde MOVISTAR  HOME , es posible controlar las luces  con la voz desde cualquier smartphone o tableta de forma sencilla  haciendo prácticamente innecesario el desembolso  de un altavoz inteligente de Google   de paso nos ahorraremos un dinero que según  las especificaciones podría llegar hasta los 150€

Para  controlar las luces Hue desde la  app de  Google Home en primer lugar tendremos que asegurarnos que esta activada la conexión con el exterior de las luxes , por los que nos iremos en la app de Philips  Hue  a Ajustes->Controles–>Controla desde fuera de.., 

Si  no tenia activo esta opción , la app le llevara automáticamente a  la pagina de philips donde necesitara crear una cuenta para acceder al servicio ,  así como conceder los permisos necesarios para  el control externo de su sistema de iluminación , Una vez validado y terminado el proceso debería de ver   vera que esta opción  aparece como conectado

 

Configuración Google Home 

Ahora tenemos todo preparado para instalar  la aplicación Google Home ( por cierto tambien disponible para  Iphone)  , con la que  podremos configurar, gestionar y controlar un Google Home y Chromecast pero también directamente el sistema Hue de Philips  ( , además de miles de productos para casas conectadas, como luces, cámaras, termostatos y otros dispositivos, con esta a única aplicación).

Aparte de poder controlarlo por la voz ,esta aplicación tiene accesos directos para realizar las acciones más habituales, como poner música o atenuar las luces para ver una película ( todo ello se o controla  con un solo toque, para disfrutar de lo bueno sin tener que esperar).

 

Bien   lo primero  tenemos nuestro sistema configurado  desde la app de Hue , y tenemos habilitado el control desde fuera, pues lo siguiente sera instalar  la aplicación Google Home (la cual  por cierto también disponible para  Iphone)

 

Lo primero que tiene que hacer es una vez instalada es abrir la aplicación de Google Home.

En la primera instalación  nos preguntara si concedemos permisos de nuestra   ubicación  ,la cual podria ser útil para automatización del hogar

En cuanto hay concluido esta primera configuración, enseguida nos preguntara si deseamos buscar dispositivos compatibles de forma nativa  

Si no tiene un chromecast o un  Google Home no detectara nada , por lo que  enseguida vera la configuración de tu casa. Es en esta pantalla ( menú principal) donde deberá  pulsar en el botón Añadir(+)  que se en la parte superior de la pantalla, en la configuración de su casa

Ahora  una vez entre en las opciones de Añadir y gestionar, en el apartado Añadir a la casa  pulsaremos en Configurar Dispositivo que verá en primer lugar, y que sirve para vincular todo tipo de dispositivos compatibles con Google Assistant.

Una vez en esta pantalla de Configuración , pulse sobre la opción Configurar dispositivo vera dos opciones para vincular dos tipos de dispositivos: una  para dispositivos oficiales hechos para Google ( no es la nuestra ) y otra  opción de “Funciona con Google”   para dispositivos de terceros.

 

 

Seleccionando la opción de “funciona con Google” ,en  esta opción  aparece un sinfín de marcas y modelos  por lo que lo mas sencillo es buscarlo como “ph” pulsando en la lupa de la parte superior

Enseguida la aplicación de Google le llevará a la web de Philips Hue, donde va a tener que iniciar sesión con su cuenta que debió crear cuando en la aplicación Hue a través de la selección  Ajustes->Controles–>Controla desde fuera de..,.

Si no tuviese  esa cuenta de acceso a Philñips Hue desde el exterior,  primero tendrá que crearla para continuar , lo cual es aconsejable hacerlo desde la propia app de Philips en Ajustes->Controles–>Controla desde fuera de..,.. 

.

 

Una vez haya iniciado sesión, en la web se le informará de que Google está solicitando el acceso para supervisar sus bombillas, y le preguntarán si estás de acuerdo. De estar de acuerdo   puede pulsar en el botón para aceptarlo, y ya deberían aparecer toas  las luminarias que puede utilizar  desde esta  app  con la voz 

 

 

Por ejemplo puede probar a decirle “Ok Google, enciende las luces”, o “apaga las luces” o si lo desea pulsar directamente en los accesos directos  para apagar , encender o disminuir a aumentar la intensidad de forma selectiva alguna ( o todas )  las luminarias compatibles con el sistema Hue que tenga instaladas

 

 

Para terminar también puede utilizar comandos de voz mas complejos  como “pon las luces de color morado” o “baja la intensidad de las luces” o incluso dar ordenes de voz para que encienda o apague las luces a una hora  o  durante un determinado periodo ,con una cierta secuencia,etc  ..como ve las posibilidades son bastantes extensas  para poderlas en numerar desde aquí .

¿Amigo lector le parece interesante este sistema?

Como saber el consumo diario por horas sin ningún hw adicional


En este blog hemos hablado en numerosas ocasiones de sistemas para monitorizar el consumo energético  de una vivienda,  por ejemplo  usando un contador con salidas de pulsos  o directamente con un sencillo watimetro digital  de panel.

Desgraciadamente en ambos casos aunque el hw no es nada costoso  , según el tipo de  montaje, hay que soltar al meno uno de los  cables de la acometida  en caso del display hacer pasar por el cable la bobina y volverlo a colocar en su lugar ,  o bien conectar un watimetro de montaje din en derivación  con la salida del magenetotérmico general    

En resumen seria un esquema muy similar al siguiente tal y como hemos comentado en otros posts:

 

 

instalacion

En cualquier caso  , como podemos intuir , deberíamos extremar las medidas de seguridad  para evitar exposición a la c.a. , de modo  que si no tiene experiencia, es mejor recurrir a un profesional lo cual lamentablemente  hará aumentar nuestro  presupuesto .

Pero no se desanime , pues pensándolo mejor ¿Y si esta información ya estuviese disponible? Pues en efecto  dado que  en muchos países es ya  obligatorio el uso de contadores inteligentes , en la mayoría de los casos , aunque quizás no lo sepa ,   toda la información de consumo desglosada incluso  por horas  (o por días)  en efecto   ya esta disponible por parte de la mayoría de las distribuidoras  , teniendo únicamente que recurrir   al sitio  web del suministrador  para obtenerlo.

En este post vamos  a poner como  ejemplo la obtención de las lecturas en caso de que su  suministrador  sea  Endesa, pero en caso de que este no sea el suyo , el procedimiento esa muy similar 

Para obtener dicha información por tanto nos iremos a la web oficial de Endesa:  https://www.endesaclientes.com

Lógicamente deberíamos tener credenciales de acceso por lo que   si aun no se ha interesado  en acceder  a dicho sitio , debería  proceder antes a registrarse en la siguiente  url  para lo cual ademas de los datos personales necesitara una factura en papel  para  confirmar  que  es usted quien dice ser  

A continuación , nos validaremos con nuestras credenciales de usuario  y pwd  de Endesa 

 

area cliente

Al validarlos en este sitio nos manda directamente al apartado  “Tus  consumos”   ,  donde en caso de  tener varios contratos , tendremos que seleccionar cual de ellos  nos interesa pinchando en la flecha azul de la derecha del  contrato visualizado por defecto:

 

 

En este  primer ejemplo en el combo de vista  elegiremos  “Por día”  y a continuación seleccionaremos aquel día que nos interese investigar:

 

A continuación  nos dará pormenorizado el desglose del consumo total en kw/h  por franjas horarias para ese día

 

 

Observe que estos resultados se puede exportar a diferentes formatos como por ejemplo  una hoja excel   , precisamente  para salvar dicha información  en nuestro ordenador

 

Aun  mas interesante  que el dato anterior , puede ser seleccionar el combo de Vista por factura pues ahora nos aparecerá desglosada el consumo por día para analizar  pautas que podemos seguir en aras de intentar  disminuir  nuestro consumo eléctrico,

Asimismo  ,como vemos  mas abajo , también se pueden exportar dichos datos a una hoja excel ,    para no solo guardar estos en nuestro ordenador ,sino también para poder realizar cálculos sobre estos datos.

En este punto  también hay  una importante razón  para haber seleccionado la vista  por consumo  ( es decir la vista por días  ) , pues  si conectamos varios enchufes inteligentes,  como por ejemplo   el modelo  MSS310    al ofrecernos este el consumo diario del equipo conectado a este podemos ir restando del valor total  por día estas cantidades   para llegar al origen del mayor  consumo .

Por ejemplo  electrodomésticos destinados a  ser responsables del mayor consumo  no podemos olvidar equipos tan  gastosos como el termo eléctrico, el horno, la vitroceramica y la nevera  entre otros, por lo que quizás sea ahí donde podremos fijar nuestro enchufes inteligentes por ejemplo  modelo  MSS310  

 

Asimismo mediante la activación de diferentes skills o funcionalidades (es decir como  las apps para los samrtphones , pero en este caso para ejecutar en un altavoz inteligente ), es posible pedirle a Alexa( de Amazon )  de viva voz  ademas de que  ponga música, e lea un libro o que diga qué tiempo va a hacer mañana, gracias a  la nueva skill de Endesa,  preguntar por voz   por su  consumo de  energía asi como  tener más cerca que nunca el asesoramiento energético personalizado que le permita ahorrar en sus facturas.

Lógicamente  se necesita ser cliente de Endesa y tener alguno de los diferentes modelos de altavoces inalámbricos de  Amazon Echo

 

 

Ejemplos de coas que podemos preguntarle a Alexa:

  • ¿Estamos gastando más luz que el mes anterior?El primer paso para controlar tu consumo es descubrir cuándo te estás pasando.

  • ¿Cuánta energía hemos consumido el último mes? ¿Y el anterior?
  • ¿Está pagada mi última factura?

  • ¿Hay alguna tarifa nueva que pueda adaptarse a nuestro perfil de consumo y así ayudarnos  a ahorrar?

  • Dudas sobre  facturas y contratos Endesa

  • Etc.
Básicamente para poder usar esta funcionalidad, primero deberemos activar el skill de Endesa en nuestro Altavoz, para lo cual solo tenemos que ir a la página de skills de Alexa y activar dicho skill (necesitara tener cuenta en amazon) , aunque  dicho skill sea gratuito
Una vez activada, tenemos  que conectar el skill   a nuestro  usuario de endesaclientes (si es cliente de Endesa pero aún no tiene usuario necesitará , regístrase aquí.) , También si esta registrado pero no recuerda sus datos, puede recuperar su contraseña o incluso  recuperar su usuario.  A partir de aquí ya podrá hacer las preguntas anteriormente citadas  y todas las que se le ocurran. ! quien sabe a lo mejor nos sorprende !