Construccion casera de una regleta ahorradora de energia


En este post vamos a ver un sencillo un interruptor maestro / esclavo  casero  de bajo costo y fácil de construir para la integración en regletas de enchufes  para la conmutación automática de «esclavos» al estado del «maestro», es decir un circuito que detecte que un dispositivo esta funcionando ( por ejemplo una TV ) y de alimentación a otra serie de dispositivos que tienen relación con la TV : el blueray, el descodificador, discos multimedia,la barra de sonido ,etc

El fundamento del circuito no es demasiado complicado basándose en un sensor incorporado que monitorea el paso de corriente de la unidad maestra, de modo que cuando la corriente supera un nivel predefinido, las salidas de esclavo se activan automáticamente. 

Concretamente este dispositivo, de hecho, está diseñado para su uso con un ordenador de escritorio :cuando se enciende el PC de escritorio, todos los periféricos como la pantalla del monitor, la impresora, el escáner, los altavoces multimedia, etc. se encienden automáticamente pero es de aplicación en muchas mas aplicaciones donde se requiera que la alimentación de un varias unidades (slave) dependa de una sola (master) .

 

Antes de empezar con el circuito se pueden  realizar pruebas aleatorias en el módulo del transformador  con la resistencia de carga de 200 ohmios integrada,a la corriente máxima (5,000 mA),de modo que  se puede obtener 1,000 mV a través de la resistencia de carga, exactamente como se esperaba, con una sola vuelta .

Con cinco vueltas en el primario, la salida observada a través de la resistencia de carga puede legar a ser aproximadamente de 5,000 mV a una corriente primaria de 5,000 mA. 

Observe que como la resistencia de carga se coloca en paralelo con el devanado secundario, se monitoriza el voltaje a través de él en lugar de la corriente a través de él , porque es mucho más fácil tener un voltaje de salida con el que trabajar que una corriente de salida.

Descripción del circuito

El circuito está diseñado alrededor de dos componentes clave: un transformador de corriente y un módulo SMPS compacto. El transformador de corriente (CT) es un tipo 5-A / 1,000: 1 con una «resistencia de carga» incorporada y la fuente de alimentación es  un módulo SMPS  de un tipo 5-V / 3-W (HLK-PM01). 

El transformador de corriente está diseñado específicamente para monitorear la corriente, y se puede mejorar enrollando algunas vueltas de cable aislado a través de su núcleo para obtener una salida útil del secundario. Cuando el transformador de corriente detecta una gran cantidad de corriente de carga desde la unidad maestra, un relé electromagnético (RL1) se activa para alimentar todo lo conectado al esclavo y se duerme nuevamente cuando se apaga la unidad maestra.

Como se muestra, el circuito e trabaja en conmutación de modo que cuando pasa la tensión suficiente por el secundario de  CT , T1 entra en saturación  haciendo que T2  conduzca   dando corriente al relé de 10 A, con una resistencia de la bobina de 400 Ω o más, aunque también puede impulsar bobinas con una resistencia más baja siendo el valor sugerido una resistencia de la bobina de 200 Ω .

Todo  lo  demás es  una fuente de 5V DC integrada para alimentar el circuito    y las conexiones necesarias  para que lso contactos NA del relé de paso a los enchufes conectados  en el lado SLAVE

La lista de componentes es relativamente corta:

  • Fuente dc de 5v/3w ( por ejemplo se puede usar el modulo HLK-PM01)
  • Transformador  de corriente CT 5A 1000:1. Se puede comprar en Amazon por 1,48e
  • 2x diodos 1N4007
  • 3x  resistencias de 1K
  • 1x resistencia de 10k
  • 1x led rojo
  • Rele de 5V /10Amp
  • 1x transistor tipo  S8050
  • 1x transistor tipo  S8550

 

En realidad, detectar la corriente de carga de la unidad maestra puede ser un poco complicado, pero el empleo del transformador de corriente lo hace flexible. Debido a que la CT 5-A / 1,000: 1 (5 A a 5 mA) CT tiene una resistencia de carga / carga de 200 a través de su salida, asi que la corriente de CA puede calcularse midiendo la caída de voltaje en la resistencia; es decir, obtenemos una salida de 1 V a una corriente de carga de 5 A (corriente primaria dividida por la relación de vueltas y multiplicada por el valor del resistor de carga).

 Cuando use el CT, el número de giros primarios (bucles de cable ) necesarios depende del tipo de CT en sí y de la corriente que pase por la unidad maestra. Con el transformador mencionado aquí, simplemente comience con una a tres vueltas e intente aumentar o disminuir el número de vueltas para corrientes de carga más bajas o más altas para adaptar el circuito a su aplicacion.

Además, puede reemplazar la resistencia de carga de 200 Ω a bordo del CT por una resistencia de valor más alta (o incluso una resistencia ajustable ) porque aquí no es necesario preocuparse más por los problemas inherentes de saturación y respuesta de frecuencia * del transformador actual.

Observe que cuando «engañamos» al transformador de corriente para que vea una corriente más grande de la que realmente está presente al enrollar el cable que se está monitoreando a través del   CT dos o tres veces, la corriente que ve , se doblará o triplicará. Debido a que el  transformador de corriente utilizado en este diseño tiene una capacidad de detección de corriente máxima teórica de 5 A, intentar detectar una corriente más grande tendrá dos efectos:

  • El voltaje de salida podría aumentar,
  • Al exceder el límite de 5-A obliga al transformador a saturarse y degrada su linealidad . Para que los diseños midan con precisión el valor de la corriente que se observa, esto importaría;sin embargo, todo lo que nos importa aquí en este circuito es si está activo o no.

Consejos de construcción

El circuito está diseñado para usar componentes de bajo costo y la mayoría no son críticos. Sin embargo, a diferencia de los dispositivos comerciales, este interruptor maestro / esclavo requiere un «recorte inicial» algo molesto del umbral de carga. 

Como se mencionó anteriormente, se puede eliminar la resistencia de carga para agregar una resistencia ajustable de 1K o similar a través de la salida del CT si desea un rango bastante amplio de ajustes de umbral de carga.

Para aplicaciones de la vida real, sería mejor crear una placa única a medida, ya que lo habitual es extremadamente inseguro con los voltajes de red. El diseño terminado se puede encerrar en un contenedor aislado adecuado. 

El transformador de corriente se puede colocar cerca del enchufe maestro que se está monitoreando. Tenga en cuenta que se están detectando corrientes a voltajes fatales de la red, por lo que se debe tener cuidado para garantizar que todo lo relacionado con el lado de la red eléctrica se realice de acuerdo con las normas de cableado / seguridad adecuadas y se mantenga separado de todo lo demás. !Mucho cuidado pues un pequeño error pude provocar un descarga que puede resultar  fatal!

 

 

 

Fuente :  https://www.electroschematics.com/13509/building-smart-masterslave-switch/

 

Convierta su calentador eléctrico en inteligente


Todo el mundo quiere  ahorrar en su  factura eléctrica  no solo por reducir la cuantía económica  de su importe: también porque  cada KW/H  que consigamos ahorrar  representa un pequeño gesto para el planeta  en términos básicamente de emisiones de co2 emitidas  en la atmósfera, dada la procedencia de la energía  que en términos generales procede de centrales térmicas)

En este sentido para disminuir nuestro consumo eléctrico se nos ocurren  diferentes estrategias:

  • Ajustar la  temperatura del aire acondicionado en invierno  (bajando la temp)   y/o en verano subiendo esta
  • Sustituir todas  las luminarias por luces led
  • Adquirir o cambiar nuestros  electrodomésticos  por aquellos con la etiqueta  A+ o mejor A+++
  • Invertir  en aislamiento térmico de la vivienda  por ejemplo en ventanas con doble  cristal
  • Bajar la temperatura del calentador 
  • Tender la ropa en el exterior en lugar de  usar secadora
  • Evitar planchar la ropa 
  • Descongelar los alimentos dentro de la  nevera
  • Regular mejor el frigorífico en función de la temperatura
  • Utilizar interruptores de corte en la mayo ria de equipos electrónicos para eliminar el consumo de los equipos que  están en stand-bye ( el famoso consumo fantástico)
  • etc

Bien , y si cumplimos todas la directrices anteriores   dado que las tarifas eléctricas han alcanzado sus máximos históricos   ¿cree  que se puede ahorrar mas ? Pues  en efecto siempre se puede y se debería intentar , por ejemplo centrándonos en  un  electrodoméstico que esta siempre conectado y por lo tanto  susceptible de optimizar  : el calentador eléctrico,

Como sabemos los calentadores eléctricos convencionales mas usados son los del tipo acumulador, lo cual obliga a estar conectados  por medio de un termostato en serie que acciona el elemento calefactor. Cuando por  disminución del caudal  de agua caliente  o simplemente por perdidas en el aislamiento (muchos afirman que las  pérdidas en 24 horas puede  llegar a  ser  1,39 KWh al día, lo cual al año  serian  1,39 x 30 x12 = 500,4 KWh ) , baja la temperatura en el interior de la cuba   se  activa automáticamente la resistencia hasta recuperar la temperatura al valor  preestablecido. Este mecanismo tan simple ha demostrado ser eficaz durante muchos años tanto es así que su diseño no ha variado sustancialmente  hasta llegar a nuestros tiempos, pues  se debería poder mejorar  mediante la función “Smart”,

En efecto los  nuevos termos con función  Smart  estos adecuan automáticamente  su activación   en función de los hábitos de utilización del usuario, consiguiendo una temperatura precisa en función de la demanda de agua caliente real de cada usuario  «aprendiendo» por tanto de los hábitos de sus  usuarios  convirtiendo esto  en un patrón que  luego se recrea de forma repetitiva en ciclos de una semana.

Por ejemplo imaginemos una familia compuesta por 2 adultos con 3 hijos cuyos hábitos de consumo de agua caliente son los siguientes:

  • Los  niños se bañan a las 8 de la tarde de lunes a jueves  y luego el domingo.
  • Los 2 adultos se duchan por la noche a las 10  todos los días 
  • Por la tardes se utiliza el agua caliente de forma ocasional.

En este casi  vemos  que  si  el termo aprende ese  patrón de hábitos   puede prever cuándo va a necesitar agua caliente sanitaria y, por tanto, adecuar la activación de la resistencia con tiempo  de forma precisa según  las necesidades de la familia en cuestión ( en el ejemplo  activando la resistencia en los horarios en los que más se necesita   por la tarde y noche  por la tardes manteniendo el agua a 45º C el resto del día por si hubiera una necesidad puntual.)   

De esta manera, se consigue el máximo confort con el mínimo consumo, logrando ahorros de hasta un 20% en el consumo eléctrico.

Para los usuarios más exigentes, que buscan la mayor eficiencia y comodidad,  también existe una solución excelente: los programadores digitales ( dimensionados al consumo del calentador)  , ya que actualmente incorporan un avanzado sistema que permite realizar precisas programaciones temporales de su funcionamiento:

  •  Programación diaria/semanal.
  •  Posibilidad de programar diariamente el funcionamiento del termo durante 3 diferentes intervalos de tiempo.
  •  Encendido automático del termo con la justa antelación para conseguir la temperatura deseada en la hora programada.

Lo normal es que un termo eléctrico tarde sobre 2 o 2,5 horas en calentar el agua. Para saberlo con exactitud lo recomendable es mirarlo en el manual de usuario del aparato. Con estos datos y los horarios de las duchas establecidos podemos programarlos encendidos del calentador el tiempo suficiente para que caliente el agua. Una vez antes de comenzar la primera ducha es aconsejable desconectarlo. Con la idea de que no siga calentando agua que no vamos a utilizar.

Aunque como vemos es factible  si no  dispone de un termo con la función Smart  usar un temporizador semanal  programado manualmente  a  la demanda , en los tiempos actuales es mucho mas sencillo e  igualmente  económico optar por un enchufe inteligente, que nos hará las veces de temporizador programando cómodamente desde la app los  intervalos que necesitemos y ademas  con varios añadidos adicionales;

  • Se puede activar o desactivar a distancia (por ejemplo si esta de viaje y desea activarlo unas horas antes de llegar)
  • Se puede programar activación por días  y franjas horarias
  • Permite monitorizar en tiempo real el consumo en kw/h 
  • Registro histórico del  consumo  ,lo cual permite comprobar si las reglas definidas son correctas y nos están permitiendo ahorrar energía ( o no)
  • Permite automatización de procesos por medio de otros dispositivos inteligentes ( por ejemplo, piense en un detector de presencia conectado en el baño que desconectase automáticamente al entrar en el baño )

El modelo que hemos probado es  el modelo  MSS310   que puede controlar una carga  hasta 15 Amperios  desde cualquier lugar , gracias a la aplicación Meross (IOS 9 y superior, Android 4.1 y superior )  permitiendo encender y apagar dispositivos conectados a este enchufe así como establecer  horarios o temporizadores para satisfacer sus necesidades diarias.

Después del emparejamiento con Alexa o el Asistente de Google IFTTT, los usuarios simplemente pueden controlar los dispositivos conectados a los comandos de voz  . Las funcionalidades que podemos implementar mediante Google Home, Amazon  Alexa o IFTTT, se limitan a encender y apagar el aparato, nada más. No es posible acceder al consumo  desde los citados asistentes pero tampoco al estado de encendido o apagado del aparato lo cual si estaría bien ( de hecho otros interruptores, como los de SonOff, bastante mas caros por cierto , tampoco parece que tengan acceso directo al consumo, pero sí que permiten establecer alertas sobre el consumo, mediante límites, o saber si el interruptor está encendido o apagado al menos con IFTTT).

Asimismo es posible  analizar el consumo de energía histórico desde la propia app del vendedor aunque tiene unas limitaciones pues aunque podemos ver la energía que consume la carga conectada al aparato de forma instantánea, el único historial que se guarda es el consumo medio diario, es decir, la mínima resolución de registro temporal es de 1 día 

App de control

Meross es un proveedor global de dispositivos y servicios sobre Wi-Fi productos   que  fue establecido por un grupo de expertos experimentados que solían trabajar para grandes nombres como Microsoft, MTK, Cisco, TP-LINK y etc. Dada su relación sólida y excelente con los proveedores de upstream en la industria, meross ha atraído varias ofertas de inversión y se está expandiendo rápidamente   y como ejemplo destaca modelo enchufe inteligente   controlado mediante la app Meross, disponible en Google Play  ( Android 4.1 y superior ) y también en Apple Stores ( IOS 9 y superior)

Como se puede imaginar el lector , Meross se centra principalmente en aparatos de automatización del hogar pues son conscientes del potencial  en el mercado asi que los clientes pueden conectar sus dispositivos electrónicos en dichos dispositivos  y luego utilizar el Meross aplicación para administrar fácilmente por debajo de características.

Como  hemos adelantado esta app una vez sincronizada en el móvil con la wifi ,permite  las siguientes acciones:

1. Encender o apagar los dispositivos electrónicos  desde cualquier lugar .
2. Crear horarios de encendido / apagado  asi como  normas de apagado automático para trabajar automáticamente.
3. Comprobar  los dispositivos conectados estan encendidos  o  apagados desde cualquier lugar para su tranquilidad  contratando ademas en tiempo real su consumo.

Los  pasos a seguir para usar el enchufe inteligente

  1. Descargar la app Meross, disponible en Google Play 
  2. Abrir la aplicación
  3. En primer lugar necesitamos registrarnos en la aplicación para lo cual solo nos pedirá una cuenta de correo electrónico   y una password  «fuerte» ( debe contener letras y números)                                                                                                                                                                                                                                                                            
  4. Enseguida nos pedirá autorización para habilitar los servicios de ubicación para  poder usar estos  en los automatismos, lo cual por el momento con solo enchufe inteligente  NO  nos va ser necesario                                                                                                                                                                                                                                                       
  5. Ahora toca seleccionar el dispositivo con el que nos conectaremos , que en nuestro caso ,  precisamente es el primero : Smart Plug                                           
  6. Lo siguiente  es proporcionar la clave wifi al dispositivo para que se pueda ser accesible desde la aplicación y que este tenga conectividad independientemente del smartphone                                                                                                                                                                                                                                                                                                 
  7. Ahora  ya si podemos enchufar el enchufe inteligente   cerca del router wifi   del hogar para que no tenga problemas de cobertura a la hora de la primera configuración                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
  8.  Nos toca ahora esperar el emparejamiento con nuestra red wifi  momento en el que  el led del propio enchufe pasara a lucir verde ,    Es de destacar que en esta primera configuración ambos enchufe inteligente   y smartphone deben estar en la  misma red , por lo que si el smatphone no esta conectado pedirá habilitar la red wifi y la clave en caso de no estar informadas                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  
  9.  Una vez ya sincronizado por wifi nos pedirá un nombre para identificar al enchufe inteligente   así como un icono dentro de un abanico de imágenes que nos presenta.                                                                                                                                                                                                                                                                                                           
  10.  Ahora ya solo queda configurar el dispositivo , por ejemplo si queremos encender el led del enchufe inteligente  , asignar una ubicación , etc.

Es  muy interesante que el aparato va registrando en un gráfico de forma diaria el valor acumulado del consumo diario, de modo que si tenemos un contador inteligente instalado por el suministrador ,  podemos saber el consumo global del resto de dispositivos eliminando el calentador   , restando ambas cantidades mejorando con esto el conocimiento del consumo diario del resto de dispositivos del hogar  por si tal vez tenemos que añadir mas  enchufe inteligente  ( por ejemplo vitrocerámica, horno, etc.)

En resumen,  es muy interesante poder ahorrar con estos aparatos inteligente , pues solo tenemos que modificar nuestros hábitos y costumbres diarias. Con el ahorro obtenido en menos de tres años, podemos  llegar a  amortizar por ejemplo  la compra del termo eléctrico   !y eso solo con no tener el termo eléctrico enchufado todo el día!.

Por cierto, si le interesa este enchufe inteligente analizado en ese post su precio ronda los 15€ en Amazon