Como conocer el consumo eléctrico de una forma barata

me ha sorprendido por lo facil de instalar que es y lo exacto de sus mediciones Sistema fiable para controlar el consumo eléctrico. Fácil instalación y utilización. 


La potencia consumida , es la potencia capaz de transformar la energía eléctrica en trabajo dado que los diferentes dispositivos eléctricos existentes convierten la energía eléctrica en otras formas de energía(mecánica, lumínica, térmica, química, etc) .Esta potencia se designa con la letra P y se mide en vatios —watt— (W) o kilovatios —kilowatt— (kW). De acuerdo con su expresión, la ley de Ohm y el triángulo de impedancias:

{\displaystyle P=I_{e}\cdot V_{e}\cdot \cos \phi =I_{e}\cdot Z\cdot I_{e}\cos \phi =I_{e}^{2}\cdot Z\cdot \cos \phi =I_{e}^{2}\cdot R\,\!}

Debido a la gran importancia de la potencia eléctrica sobre las características del suministro eléctrico , hay algunos casos en los que puede ser conveniente cambiar la potencia contratada pues en la practica nos limitara o permitirá usar un determinado numero de dispositivos  eléctricos  simultáneamente

En este sentido, deberíamos estudiar  si necesitamos  un aumento o una reducción de la potencia contratada pues según la potencia que tengamos contratada con nuestra compañía suministradora     pagaremos  mas o menos  en nuestra factura mensual en concepto de potencia contratada  ademas de los kw/h que consumamos.

Precisamente para controlar este termino surge.el  Interruptor Controlador de Potencia o llamado también ICP  que corta el suministro  cuando detecta que la instalación eléctrica de la vivienda está haciendo uso de más cantidad de energía de la que tiene contratada obligando a  desconectar  aparatos y volver a subir el interruptor. Tradicionalmente estos dispositivos se instalaban  la derecha del cuadro de distribución de ca sellándose el  acceso a este en un compartimiento aparte, pero actualmente van integrados en los llamados contadores inteligentes , los cuales incluso pueden ser programados para aumentar o reducir la potencia contratada sin tener que cambiar físicamente el dispositivo

 

Si el limitador sea del modelo que sea  salta continuamente significa que hay menos potencia de la necesaria por lo que habrá que solicitar un aumento  (  y tendremos que pagar un poco mas en concepto de potencia contratada )  pero, si no es así ,y  se quiere ahorrar en las facturas de luz se puede  solicitar una reducción de la potencia contratada , !pero ojo si realmente se ha comprobado que hay más potencia contratada de la que se necesita ! ( por ejemplo instalando en casa  un watimtro como vamos a ver)  

 

Precisamente para concienciarnos  de lo que consumimos en nuestra vivienda en tiempo real  para poder tomar medidas correctoras  o para contratar mayor o menor potencia , existen unos sencillos  comprobadores multifuncionales , que nos pueden aportar esa información instantáneamente  de un modo bastante sencillo y económico , pues el  modelo que vamos a ver KKmoon AC 80-260 V 100A es muy económico  ofreciéndonos en tiempo real la siguiente información: 

  • Tensión de entrada de ca de la red de ca en voltios
  • Intensidad  de entrada expresada en amperios
  • Potencia activa expresada en watios
  • Potencia acumulada en Watios/Hora
  • Alarma en caso de sobrepasar un determinado umbral de potencia activa programada previamente

 

Este modelo con gran pantalla retroiluminada   y persistente (almacena los datos cuando cesa el suministro ) , como vemos se aleja de los anticuados instrumentos de aguja  no solo ofreciendo mas información integrada en un único aparato,pues  también incluye al función de alarma de sobrecarga pudiéndose programar  la  potencia a partir de la cual  dará un aviso visual cuando se superan el valor por defecto.

Este instrumento se controla con un solo pulsador  que esta a la izquierda de la pantalla  permitiendo    controlar la pantalla, energía, límite de alarma activada por defecto de energía de la nueva colocación.

Estos son los tres modos de operación actuando  sobre ese pulsador:

  • RETROILUMINACION:Mediante   una pulsación corta se activa o desactiva la retroiluminación  estando  por defecto encendida. En caso de programar alarma de umbral  solo se enciende  unos instantes
  • RESET;Mediante una pulsación larga de 5 segundos hasta que el numero en el display empiece a parpadear entonces liberar ,pulsar otra vez  y entonces el valor de la energía se borrara y dejara de parpadear ( sino quiere esto vuelva a pulsar por 5 segundos  hasta que el numero deje de parpadear lo que significara que el el valor de energía no se ha borrado  y saldrá del estado de reset
  • PROGRAMACIÓN DEL UMBRAL:Pulsando hasta que aparezca SET CLr  y después liberando  entramos en modo programación del umbral de la alarma. En la pantalla  se visualizara el valor de la alarma y el ultimo dígito parpadeando, entonces si pulsa cambiara el valor ,pero si no se pulsa en tres segundos cambiara al siguiente dígito automáticamente y así sucesivamente. Se finaliza la programación si pulsamos mas de 5 segundos  lo cual automáticamente salvara el umbral  y quedara configurado ese valor.

 

 

Instalación

Realmente es bastante sencillo de instalar  ese  dispositivo  kkmon  pues funciona de manera parecida a una pinza amperimetrica y solo necesita que pase por el interior de l a bobina que suministran  SOLO  uno de los cables que alimenta la vivienda  para poder dar las medidas.

En  primer lugar habrá que decidir el lugar   donde ubicarlo , siendo lo mas aconsejable que este cerca del cuadro de distribución de ca pues necesitamos atravesar uno de los cables  de la distribución de  ca  (no importa que sea la fase o el neutro)  por la bobina del instrumento

En el esquema de mas abajo de una instalación típica de una vivienda  podemos ver   algunos de los puntos donde podríamos intercalar la bobina ( solo debe pasar  un cable  por la bobina de medición)

Recordamos  que  como hay que soltar el cable en los puntos mencionados ,hacer pasar por el cable la bobina  y volverlo a colocar en su lugar el citado cable , debe extremar las medidas de seguridad  para evitar exposición a la c.a. asi que si no tiene experiencia, rogamos solicite la ayuda de un profesional.

En todo caso ,antes de desconectar algunos de los cables propuestos   en alguno de estos puntos, desconecte el interruptor general  ( en el dibujo es el magnetotérmico  que esta mas a la izquierda)y compruebe con un buscapolos o un multimetro que efectivamente no hay tensión en el cable a desconectar . Hecho este desconecte , intercale la bobina entre el cable  , vuelva a conectar en el original  y ya puede volver a conectar la ca

 

instalacion

Una vez decido el punto donde intercalar la bobina, soltaremos ,pasaremos el cable  y volveremos a conectar   y luego si estaba protegido con cinta volveremos a cubrir la conexión con este

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En el montaje hemos decidido instalar en la vieja caja ict , ya que al contar con contador inteligente el ict esta integrado en este, así que practicaremos un agujero de d 89,6 x 49,6 aprox.   en el frontal de dicha caja

 

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Opcionalmente se puede colocar otros elementos  como por ejemplo un cargador usb  para alimentar en un futuro algún dispositivo que envié las mediciones  para  poder ser consultadas remotamente.

 

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Ahora ya insertaremos el medidor en el frontal de la caja ict

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La iluminación de la pantalla es genial y permite ver en todo momento con claridad.

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Nos  queda conectar  también el  aparato de medición a la ca , bien a una toma de ca con un enchufe , o bien , ya que estamos en el cuadro de distribución de ca,  a la salida de alguno de los magnetotérmicos de salida  de los circuitos  de la vivienda.

RECODAMOS TENGA MUCHA PRECAUCIÓN A LA HORA DE MANIPULAR LOS CABLES DE CA

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Probaremos como va antes de atornillar la   tapa a la caja

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!Trabajo  finalizado!  Con esto concluimo la instalacion del dispositivo

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Ajustes  finales

Mediante   una pulsación corta  de 5  segundos del pulsador de la izquierda del instrumento se activa o desactiva la retroiluminación  estando  por defecto encendida. En caso de programar alarma de umbral  solo se enciende  unos instantes

Mediante una pulsación larga de 5 segundos del mismo pulsador hasta que el numero en el display empiece a parpadear entonces liberar ,pulsar otra vez  y entonces el valor de la energía se borrara y dejara de parpadear ( sino quiere esto vuelva a pulsar por 5 segundos  hasta que el numero deje de parpadear lo que significara que el el valor de energía no se ha borrado  y saldrá del estado de reset

Pulsando hasta que aparezca SET CLr  y después liberando  entramos en modo programación del umbral de la alarma. En la pantalla  se visualizara el valor de la alarma y el ultimo dígito parpadeando, entonces si pulsa cambiara el valor ,pero si no se pulsa en tres segundos cambiara al siguiente dígito automáticamente y así sucesivamente. Se finaliza la programación si pulsamos mas de 5 segundos  lo cual automáticamente salvara el umbral  y quedara configurado ese valor.

 

 

Por cierto, si le interesa este instrumento , se puede comprar en Amzon  por menos de 14€

Interactuar con Netduino via twitter

Veremos como desencadenar el envio de tuits desde ThingSpeak ante cambios en las medidas


ThingSpeak™ es un servicio web gratuito muy veterano  y del que hemos  hablado en este blog en numerosas ocasiones   que  permite recopilar y almacenar datos de sensores  conectados a Rasberry Pi, Arduino ,Netduino  entre otros  para enviarlos  hacia  un servicio de datalogger  en la nube.

Asimismo  también sirve para  desarrollar aplicaciones de Internet de las cosas como por ejemplo desencadenar ciertas acciones  ante determinados cambios en las medidas  , tal y como vamos a ver en este caso desencadenando envíos de tweets con  el motivo de la alerta.

 

 

bandwidth close up computer connection
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El servicio de web de ThingSpeak es uno de los servicios mas veteranos  en la red proporcionando  aplicaciones que le permiten analizar y visualizar los datos en MATLAB®y luego actuar sobre los cambios en esos  datos desencadenando acciones.

Los datos de los sensores pueden enviarse a ThingSpeak desde  un  Arduino®, Raspberry Pi™, BeagleBone Black  asi como  desde Netduino+  entre otras  plataformas

 

En este post vamos a intentar  ver  cómo se puede enviar un tweet cuando los datos de punto de rocío superan un umbral  usando dos  aplicaciones  como son ThingTweet y React :

  •  ThingTweet  sirve  para vincular una cuenta Twitter® a su cuenta ThingSpeak. Sus dispositivos pueden enviar alertas a través de Twitter utilizando la API de TweetContol. Por ejemplo, puede hacer que un dispositivo tuitee cuando la temperatura de su invernadero disminuya o cuando las baterías de un dispositivo se estén agotando. Los pasos son sencillos : entraremos c en Link Twitter Account para vincular una cuenta de Twitter a su cuenta ThingSpeak y cuando se le pida que autorice a ThingTweet a usar su cuenta ingresaremos el nombre de usuario y contraseña de Twitter marcando la casilla Recordarme para guardar en caché las credenciales de Twitter en su pc  y por supuesto haciendo clic en Autorizar aplicación
  • React funciona con las aplicaciones ThingHTTP, ThingTweet y MATLAB Analysis para realizar acciones cuando los datos del canal cumplen una determinada condición. Por ejemplo se  puede hacer que una aplicación móvil informe su latitud y longitud a un canal ThingSpeak, de modo que cuando su posición esté dentro de una cierta distancia de su casa,  ThingHTTP encienda las luces de su sala.

Como pasos previos para poder usar ambos servicios  se requiere que ya han realizado estos pasos:

  • Crear una cuenta de  Twitter® .
  • Iniciar sesión a su cuenta de MathWorks®   o la cuenta de ThingSpeak™ , o crear una nueva cuenta de MathWorks .
  • Crear un canal como el canal calculados del   punto de rocío.
  • Leer los datos de estación meteorológica( por ejemplo desde una placa Netduino)  en su canal y calcular el punto de rocío como vimos en el post anterior

Nota : En este  ejemplo vamos a  utilizar una medida   intermedia que es calculada en función de la humedad  y temperatura  , pero lógicamente  los desencadenantes se pueden  lanzar desde medidas sencillas   que no requieran un calculo intermedio .

Vincular  la cuenta de Twitter  a ThingSpeak

Para empezar  tenemos que vincular una cuenta de twitter a  nuestra cuenta de thingspeak . Para ello  puede seguir lo siguintes  pasos:

  1. Validese en su cuenta de ThinSpeak
  2. Ir a aplicaciones(Apps) > ThingTweet.
  3. En la página ThingTweet, haga clic en (enlace de cuenta de Twitter (Link Twitter Account ) para vincular su cuenta de Twitter a tu cuenta de ThingSpeak.
  4. Tiene que autorizar el acceso a su cuenta de twitter desde ThingSpeak
  5. Introduzca su nombre de usuario de Twitter y contraseña y haga clic en Autorizar la aplicación.

  6. En la página de autorización , haga clic en volver a ThingTweet(back to ThingSpeak).   Nos avisara de que su cuenta de Twitter está relacionada con ThingSpeak  devolviendonos  el valor del APIKEY   , el cual por cierto podemos fiorzar a cambiar  gracis  al boton  Regenerate API Key.
  7. Si queremos  deshacer este cambio simplemente pulsaremos sobre el botón  desenlazar cuenta  (“Unlink Account”)

Reaccionar al cambio en el punto de rocío

Una vez vinculada   su cuenta de twitter a thingspeak    ya podemos indicar a React que  envie un tweet cada vez que el nivel de punto de rocío supere  un valor va sobre 15ªC , testeando el  canal cada 10 minutos.

Estos son los pasos para hacerlo:

  1. Ir a aplicaciones > react  hacera clic en Reaccionar de nuevo.
  2. Nombre este react por ejemplo como  “Tweet de punto de rocío.”
  3. Defina el tipo numérico.
  4. Ajuste la Frecuencia de la prueba a cada 10 minutos.
  5. Establecer la condición cuando el valor de la humedad en su canal alcanza o supera los 60:
    • Si canal: seleccione el canal de medición de punto de rocío.
    • campo: seleccione 3 (punto de rocío).
    • Para el tipo de condición, seleccione es mayor o igual a.
    • El valor de condición, entre 60 (se refiere a grados Fahrenheit)

    • Ajuste acción en ThingTweet.
    • Entrar en esta cadena en tweet a continuación:
      Turn off that humidifier! It's above 60F
    • Seleccione su cuenta de Twitter con la cuenta de Twitter.
    • En Opciones, elija Ejecutar acción cada vez que la condición se cumple.

    Click Save React.

El tweet se envíara cada vez que el nivel de humedad supere los 15,5ºC o 60 ° F.

Es evidente que esta facilidad de ThingSpeak   ,que sinsisteimo es soportado por un amplio abanico de hardware (como Raspberrry, Arduino o el propio Netduino), tiene una utilidad indudable para infinidad de condiciones  que nos pueden facilitar la vida como por ejemplo  apertura de puertas o ventanas,  temperaturas anómalas , caídas de tensión ,  y un largo etcétera.

Análisis de datos con MathWorks y Netduino

veremos como hacer cálculos intermedios desde varios canales de thingspeak


Este ejemplo muestra cómo leer datos de temperatura y humedad de ThingSpeak  ( del canal 12397)  , que recoge datos meteorológicos de un  dispositivo de  Iot que perfectamente  puede ser una placa  Arduino , Raspbery Pi o incluso  un Netduino.
La idea es enviar a los datos de temperatura y humedad en el canal de medición de punto de rocío, y calcular con arreglo a estos  datos el punto de rocío  utilizando ThingSpeak™ para visualizar los resultados en su canal.
El punto de rocío o temperatura de rocío es la más alta temperatura a la que se condensa el vapor de agua contenido en el aire, produciendo rocío, neblina, cualquier tipo de nube o, en caso de que la temperatura sea lo suficientemente baja, escarcha.

Este ejemplo  requiere que ya han realizado estos pasos:

  • Iniciar sesión a su cuenta de MathWorks®  o en la cuenta de ThingSpeak  o crear una nueva cuenta de MathWorks .
  • Crear un canal como el canal de medición de punto de rocío.

Leer datos de un canal

Leer la temperatura y humedad en el canal público de WeatherStation campos 3 y 4 y escribir los datos en campos 2 y 1, respectivamente, de su canal de medición de punto de rocío. Punto de rocío es calculado y escrito a campo 3.

Para usar el análisis de   MATLAB®  para leer, calcular y escribir los datos siga los siguientes pasos:

  1. Ir a la pestaña de aplicaciones y haga clic en Análisis de MATLAB.
  2. Haga clic en nuevo. Seleccione la plantilla personalizada y haga clic en crear.
  3. En el campo nombre , escriba.Dew Point Calculation
  4. En el campo de código MATLAB, introduzca las siguientes líneas de código.
    1. Guardar la estación pública canal ID y tu ID de canal de medición de punto de rocío a las variables.
      readChId = 12397;
      writeChId = 677;  % replace with your channel number
    2. Guardar su clave de API de escribir en una variable.
      writeKey = 'F6CSCVKX42WFZN9Y'; % Replace with your channel write key

      Para encontrar su canal ID y Write API Key, consulte información del canal en la pestaña de Mis canales .

    3. Leer los últimos 20 puntos de datos de temperatura con las marcas de tiempo y la humedad en el canal público de la estación meteorológica en las variables.
      [temp,time] = thingSpeakRead(readChId,'Fields',4,'NumPoints',20);
      humidity = thingSpeakRead(readChId,'Fields',3,'NumPoints',20);

Calcular el punto de rocío

Agregue el siguiente código MATLAB para calcular el punto de rocío con las lecturas de temperatura y humedad:

  1. Convertir la temperatura de Fahrenheit a Celsius.
    tempC = (5/9)*(temp-32);
  2. Especificar las constantes de vapor de agua () y (presión barométrica). bc
    b = 17.62;
    c = 243.5;
  3. Calcular el punto de rocío en grados Celsius.
    gamma = log(humidity/100) + b*tempC./(c+tempC);
    dewPoint = c*gamma./(b-gamma)
  4. Convertir el resultado a Fahrenheit.
    dewPointF = (dewPoint*1.8) + 32;
  5. Escribir datos en el canal de medición de punto de rocío. Este código entradas todos los datos en una operación e incluye las marcas de hora correcta.
    thingSpeakWrite(writeChId,[temp,humidity,dewPointF],'Fields',[1,2,3],...
    'TimeStamps',time,'Writekey',writeKey);

    El bloque completo de código aparece ahora como:

    % Enter your MATLAB Code below
    readChId = 12397;
    writeChId = ZZZZZ;              % Replace with your channel number
    writeKey = 'XXXXXXXXXXXXXXXX';  % Replace with your channel write key
    [temp,time] = thingSpeakRead(readChId,'Fields',4,'NumPoints',20);
    humidity = thingSpeakRead(readChId,'Fields',3,'NumPoints',20);
    tempC = (5/9)*(temp-32); 
    b = 17.62;
    c = 243.5;
    gamma = log(humidity/100) + b*tempC./(c+tempC);
    dewPoint = c*gamma./(b-gamma)
    dewPointF = (dewPoint*1.8) + 32;
    thingSpeakWrite(writeChId,[temp,humidity,dewPointF],'Fields',[1,2,3],...
    'TimeStamps',time,'Writekey',writeKey);
  6. Haga clic en Guardar y ejecutar para validar y procesar el código.Cualquier error en el código se indica en el campo de salida .
  7. A ver si el código funcionó con éxito, haga clic en su enlace de canal de Medición de punto de rocío en el panel de Información del canal .

El canal de medición de punto de rocío ahora muestra gráficos con datos de un canal de cada campo.

Código del calendario

Utilizaremos  la aplicación TimeControl para programar el cálculo del punto de rocío en el código de analisis MATLAB programando este  para leer los datos de la estación cada 30 minutos y calcular el punto de rocío

Estos son los pasos a seguir:

  1. Desplácese hasta la parte inferior de la página de MATLAB análisis cálculo de punto de rocío. Haga clic en TimeControl para abrir la aplicación MATLAB análisis pre-seleccion en el campo de acciones y el cálculo del punto de rocío como la ejecución de código.
  2. Nombre de su nuevo TimeControl Dew Point TC
  3. Elegir recurrentes en el campo de frecuencia .
  4. Elegir el minuto en el campo de la repetición .
  5. Seleccione 30 en el cada — minutos campo.
  6. Mantener el Tiempo de inicio en el valor predeterminado.
  7. Verificar que la acción es, y el código a ejecutar es el.MATLAB AnalysisDew Point Calculation
  8. Haga clic en Guardar TimeControl

Nota:Configurar un TimeControl para escribir datos en el canal utiliza mensajes disponibles en su cuenta de ThingSpeak. Esta acción puede agotar eventualmente mensajes disponibles, que se traduce en rechazo del canal de alimentación de actualizaciones. Asegúrese de que los datos que escribes a un canal de no se superponen en el dominio del tiempo como hace uso innecesario de los mensajes.

Visualizar medida de punto de rocío

Se puede utilizar la aplicación visualizaciones de MATLAB para visualizar los datos de punto de rocío medido, la temperatura y la humedad de tu canal de medición de punto de rocío. Este ejemplo utiliza la función Mostrar todos los puntos de tres datos en una única visualización.thingSpeakPlot

Ir a aplicaciones > MATLAB visualizacionesy haga clic en nueva para crear una visualización.

Alternativamente, usted puede hacer clic en Visualización de MATLAB en su punto de vista del canal de medición de punto de rocío.

Seleccione la plantilla personalizada y haga clic en crear.

  1. Nombre de la visualización “Punto de rocío.”
  2. Crear variables para su ID de canal de medición de punto de rocío y su clave de API de lectura. Sustituya los valores en el código con tu canal ID y la clave de API de lectura.
    readChId = 677
    readKey = '36LPYCQ19U37ANLE'
  3. Leer datos de los campos de canal y obtener los últimos 100 puntos de datos para:
    • Temperatura: De campo 1
    • Humedad: Del campo 2
    • Punto de Rocío: de campo 3
      [dewPointData,timeStamps] = thingSpeakRead(readChId,'fields',[1,2,3],...
          'NumPoints',100,'ReadKey',readKey);
  4. Parcela los datos x y y las etiquetas, un título y una leyenda.
    thingSpeakPlot(timeStamps,dewPointData,'xlabel','TimeStamps',...
        'ylabel','Measured Values','title','Dew Point Measurement',...
        'Legend',{'Temperature','Humidity','Dew Point'},'grid','on');

    El código se verá similar a este código:

    % Enter your MATLAB code below
    readChId = ZZZZZ              % Your Channel ID                 
    readKey = 'XXXXXXXXXXXXXXXX' %Your Read API Key
    [dewPointData,timeStamps] = thingSpeakRead(readChId,'fields',[1,2,3],...
        'NumPoints',100,'ReadKey',readKey);
        thingSpeakPlot(timeStamps,dewPointData,'xlabel','TimeStamps',...
        'ylabel','Measured Values','title','Dew Point Measurement',...
        'Legend',{'Temperature','Humidity','Dew Point'},'grid','on');
  5. Haga clic en Guardar y ejecutar. Si su código MATLAB no tiene errores, la salida de trama es similar a la trama que se muestra a continuación: