Table Of ContentProyecto Final de carrera
Escuela Superior de Ingenieros
Universidad de Sevilla
Desarrollo del Software de una
Red de Sensores de Medidas de
Consumo Eléctrico
Documento 1: Memoria Descriptiva
Presentado para optar al Título de Proyectistas:
Ingeniero en Automática y Electrónica Diego Francisco Larios Marín
DNI: 28760057-Y
S upervisado por:
Luis Fernando Castaño Castaño Sevilla, 10 de Septiembre de 2009
Red de Sensores de Medidas de Consumo Eléctrico
Memoria Descriptiva Documento 1
El presente proyecto denominado “Desarrollo de Software de una Red de
Sensores de Medidas de Consumo Eléctrico” se corresponde con el desarrollo de la
programación necesaria para el diseño de una red una red de sensores de medidas
eléctricas comunicados, capaces de medir corrientes de hasta 16A y que permitan
realizar un estudio de consumo energético en una vivienda, así como de todo el software
necesario para el desarrollo del nodo central de la instalación y de los interfaces de
comunicación.
Dichos sensores estarán formada por dispositivos cuyo tamaño final no podrá
exceder las dimensiones que quedan libres entre un enchufe de empotrar y su caja, con
el fin de poderlos disimular en la instalación final detrás de dichos enchufes, además de
presentar un coste económico que hagan asumible su instalación.
Este proyecto se complementa con el proyecto denominado “Desarrollo de
Hardware de una Red de Sensores de Medidas de Consumo Eléctrico”, realizado por
Enrique Personal Vázquez, formando ambos proyectos uno más global denominado
“Red de Sensores de Medidas de Consumo Eléctrico”.
Con el fin de aumentar la claridad y debido al acuerdo llegado por los autores
junto con el tutor de ambos proyectos, D. Luis Fernando Castaño Castaño, se ha
decidido que en la presente documentación se incluya el proyecto global completo, lo
que permite una mejor comprensión del funcionamiento de los dispositivos, así como
quedar más claramente patente los motivos de las decisiones tomadas con respecto al
software, decisiones que sin conocer el hardware, al menos levemente, serían difíciles
de entender y justificar.
Diego Francisco Larios Marín Enrique Personal Vázquez i
Red de Sensores de Medidas de Consumo Eléctrico
Memoria Descriptiva Documento 1
ÍNDICE DE CONTENIDOS
1 INTRODUCCIÓN. ................................................................................................................. 1
2 OBJETO DEL PROYECTO. ................................................................................................ 2
3 ALCANCE DEL PROYECTO. ............................................................................................. 2
4 ANTECEDENTES. ................................................................................................................. 3
5 VIABILIDAD TECNOLÓGICA DEL PROYECTO. ......................................................... 4
6 ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL. ........................................................................ 5
7 ANÁLISIS DE LAS DISTINTAS SOLUCIONES HARDWARE. ..................................... 6
7.1 BLOQUE 1: TRANSDUCTORES DE LAS MEDIDAS. ................................................................ 7
7.1.1 Medida de corriente. ................................................................................................... 7
7.1.1.1 Transductor de medida de corriente con aislamiento. ..................................................... 7
7.1.1.2 Transductor de medida de corriente sin aislamiento. ...................................................... 8
7.1.2 Medida de tensión. ...................................................................................................... 9
7.1.2.1 Transductor de medida de tensión con aislamiento. ........................................................ 9
7.1.2.2 Transductor de medida de tensión sin aislamiento. ......................................................... 9
7.1.3 Conclusiones obtenidas referentes a la elección de los transductores de las
medidas del dispositivo. ............................................................................................ 10
7.2 BLOQUE 2: ACONDICIONAMIENTO DE LAS SEÑALES. ....................................................... 10
7.2.1 Acondicionamiento de señal sin desplazamiento de nivel. ....................................... 10
7.2.2 Acondicionamiento de la señal con desplazamiento de nivel. .................................. 11
7.2.3 Acondicionamiento de la señal con desplazamiento de nivel, filtro paso bajo y
medida diferencial. ................................................................................................... 12
7.2.4 Acondicionamiento de la señal para CAD bipolar, diferencial y con filtro
incorporado en el µC. ............................................................................................... 13
7.2.5 Conclusiones obtenidas referentes a la elección del circuito de
acondicionamiento de señal. .................................................................................... 14
7.3 BLOQUE 3: ADQUISICIÓN Y PROCESADO DE LA INFORMACIÓN (µC). ............................... 14
7.3.1 Utilización de un µC simple (MSP430F1xxx). ......................................................... 15
7.3.2 Utilización de un µC simple (MSP430F2xxx). ......................................................... 16
7.3.3 Utilización de un µC complejo (MSP430F4xxx). ..................................................... 17
7.3.4 Conclusiones obtenidas referentes a la elección del circuito de adquisición y
procesador de la información. .................................................................................. 18
7.4 BLOQUE 4: COMUNICACIONES. ....................................................................................... 19
7.4.1 Comunicaciones cableadas. ..................................................................................... 19
7.4.1.1 Comunicaciones RS232. ............................................................................................... 20
7.4.1.2 Comunicaciones RS485. ............................................................................................... 21
7.4.1.2.1 Comunicaciones Modbus. ..................................................................................... 22
7.4.1.2.2 Comunicaciones Profibus. .................................................................................... 23
7.4.1.3 Comunicaciones EIB/KNX. .......................................................................................... 24
7.4.1.4 Comunicaciones LonWorks. ......................................................................................... 25
7.4.2 Comunicaciones inalámbricas. ................................................................................. 26
7.4.2.1 Z-wave. ......................................................................................................................... 26
7.4.2.2 ZigBee. .......................................................................................................................... 27
7.4.3 Conclusiones obtenidas referentes a las comunicaciones. ....................................... 30
7.5 BLOQUE 5: CONTROL SOBRE LA CARGA. ......................................................................... 30
7.5.1 Control por relé. ....................................................................................................... 30
Diego Francisco Larios Marín Enrique Personal Vázquez ii
Red de Sensores de Medidas de Consumo Eléctrico
Memoria Descriptiva Documento 1
7.5.2 Control por triac. ...................................................................................................... 32
7.5.3 Conclusiones obtenidas referentes al diseño del circuito de control de carga. ........ 34
7.6 BLOQUE 6: FUENTES DE ALIMENTACIÓN. ........................................................................ 35
7.6.1 Fuente de alimentación capacitiva sin transformador. ............................................ 35
7.6.2 Fuente de alimentación con transformador a 50Hz. ................................................ 36
7.6.3 Fuente de alimentación conmutada. ......................................................................... 38
7.6.4 Fuente de alimentación flotante para las comunicaciones aisladas......................... 40
7.6.5 Conclusiones obtenidas referentes al diseño de la fuente de alimentación. ............. 40
8 SOLUCIÓN HARDWARE ADOPTADA. ......................................................................... 41
8.1 PROTOTIPO DE VALIDACIÓN DEL DISEÑO. ........................................................................ 41
8.2 PROTOTIPO DE DISEÑO INDUSTRIAL. ............................................................................... 42
8.3 INTERFAZ USB-RS485. .................................................................................................. 43
8.4 TARJETA µC DE PROPÓSITO GENERAL. ............................................................................ 44
9 ANÁLISIS DE LAS DISTINTAS SOLUCIONES SOFTWARE ..................................... 45
9.1 DETERMINACIÓN DE LA HERRAMIENTA DE PROGRAMACIÓN A UTILIZAR PARA EL
MICROCONTROLADOR. .................................................................................................... 45
9.1.1 CrossStudio. .............................................................................................................. 45
9.1.2 IAR Embedded Workbench KickStart. ...................................................................... 46
9.1.3 IAR Embedded Workbench. ...................................................................................... 47
9.1.4 Code composer. ........................................................................................................ 48
9.1.5 GNU C compiler for MSP430. .................................................................................. 49
9.1.6 Conclusiones referentes al software de programación. ............................................ 50
9.2 DETERMINACIÓN DEL SOFTWARE DE SCADA. ............................................................... 50
9.2.1 WinCC. ..................................................................................................................... 51
9.2.2 Vijeo Citect. .............................................................................................................. 52
9.2.3 LabView. ................................................................................................................... 53
9.2.4 Programa para PC hecho en Borland C. ................................................................. 54
9.2.5 Conclusiones referentes en cuanto al software de SCADA a utilizar. ...................... 55
9.3 DETERMINACIÓN DEL MÉTODO DE COMUNICACIÓN ENTRE EL SCADA Y LOS
MÓDULOS. ....................................................................................................................... 55
9.3.1 Comunicación mediante programación del protocolo (ActiveX). ............................ 55
9.3.2 Comunicación mediante servidor de variables (módulo OPC). ............................... 56
9.3.3 Comunicación directa mediante driver embebidos en el SCADA............................. 57
9.3.4 Conclusiones referentes al método de comunicación. .............................................. 57
9.4 DETERMINACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS REFERENTES AL DISEÑO DEL SOFTWARE
DEL µC. ........................................................................................................................... 57
9.4.1 Implementación del programa del µC con un planificador cíclico. ......................... 57
9.4.2 Implementación del programa del µC con varios niveles de ejecución, sin
Sistema Operativo. .................................................................................................... 58
9.4.3 Implementación del programa del µC mediante el uso de un sistema operativo. .... 59
9.4.4 Conclusiones referentes a las alternativas del diseño software. .............................. 59
9.5 DETERMINACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS REFERENTES AL MÉTODO DE LA MEDIDA
DE POTENCIA ACTIVA. ..................................................................................................... 59
9.5.1 Medida de la tensión y la corriente de manera simultánea. ..................................... 60
9.5.2 Medida de la potencia con el principio del tiempo reducido de muestreo. .............. 61
9.5.3 Conclusiones referentes al método de la medida de la potencia activa. .................. 63
10 SOLUCIÓN SOFTWARE ADOPTADA. ........................................................................... 63
Diego Francisco Larios Marín Enrique Personal Vázquez iii
Red de Sensores de Medidas de Consumo Eléctrico
Memoria Descriptiva Documento 1
10.1 EXPLICACIÓN DETALLADA DE LOS MÓDULOS DEL PROGRAMA DEL
MICROCONTROLADOR. .................................................................................................... 65
10.1.1 Módulo main. ............................................................................................................ 65
10.1.1.1 Definición de la cabecera (Vatimetro.h). .................................................................... 65
10.1.1.2 Definición de las funciones (main.c). .......................................................................... 65
10.1.1.2.1 Función main. ..................................................................................................... 66
10.1.1.2.1.1 Prototipo de la función................................................................................ 67
10.1.1.2.1.2 Tabla de variables globales. ........................................................................ 67
10.1.1.2.1.3 Tabla de variables locales. .......................................................................... 67
10.1.1.2.1.4 Tabla de constantes. .................................................................................... 68
10.1.1.2.2 Función Inicia. .................................................................................................... 69
10.1.1.2.2.1 Prototipo de la función................................................................................ 70
10.1.1.2.2.2 Tabla de variables globales. ........................................................................ 70
10.1.1.2.2.3 Tabla de variables locales. .......................................................................... 70
10.1.1.2.2.4 Tabla de constantes. .................................................................................... 70
10.1.1.2.3 Función Inicia_cad. ............................................................................................. 71
10.1.1.2.3.1 Prototipo de la función................................................................................ 72
10.1.1.2.3.2 Tabla de variables locales. .......................................................................... 72
10.1.1.2.3.3 Tabla de constantes. .................................................................................... 72
10.1.1.2.4 Función IniFlash. ................................................................................................ 73
10.1.1.2.4.1 Prototipo de la función................................................................................ 73
10.1.1.2.4.2 Tabla de variables globales. ........................................................................ 74
10.1.1.2.4.3 Tabla de variables locales. .......................................................................... 74
10.1.1.2.4.4 Tabla de constantes. .................................................................................... 74
10.1.1.2.5 Función SeccionCriticaINT. ............................................................................... 75
10.1.1.2.5.1 Prototipo de la función................................................................................ 75
10.1.1.2.5.2 Tabla de variables de entrada...................................................................... 75
10.1.1.2.6 Función SeccionCriticaLINT. ............................................................................. 76
10.1.1.2.6.1 Prototipo de la función................................................................................ 76
10.1.1.2.6.2 Tabla de variables de entrada...................................................................... 77
10.1.1.2.6.3 Tabla de variables locales. .......................................................................... 77
10.1.1.2.7 Función SeccionCriticaTablaINT. ...................................................................... 78
10.1.1.2.7.1 Prototipo de la función................................................................................ 78
10.1.1.2.7.2 Tabla de variables de entrada...................................................................... 78
10.1.1.2.7.3 Tabla de variables locales. .......................................................................... 78
10.1.1.2.8 Función ControlFlash. ........................................................................................ 79
10.1.1.2.8.1 Prototipo de la función................................................................................ 80
10.1.1.2.8.2 Tabla de variables globales. ........................................................................ 80
10.1.1.2.8.3 Tabla de variables locales. .......................................................................... 80
10.1.1.2.8.4 Tabla de constantes. .................................................................................... 80
10.1.1.2.9 Función ControlEnergia. ..................................................................................... 81
10.1.1.2.9.1 Prototipo de la función................................................................................ 81
10.1.1.2.9.2 Tabla de variables de entrada...................................................................... 82
10.1.1.2.9.3 Tabla de variables locales. .......................................................................... 82
10.1.1.2.9.4 Tabla de constantes. .................................................................................... 82
10.1.1.2.9.5 Tabla de variables de salida. ....................................................................... 82
10.1.1.2.10 Función SD16AISR. ......................................................................................... 83
10.1.1.2.10.1 Prototipo de la función.............................................................................. 84
10.1.1.2.10.2 Tabla de variables globales. ...................................................................... 84
10.1.1.2.10.3 Tabla de variables locales. ........................................................................ 84
10.1.1.2.10.4 Tabla de constantes. .................................................................................. 85
10.1.2 Módulo Medidas. ...................................................................................................... 86
10.1.2.1 Definición de la cabecera (Medidas.h). ....................................................................... 86
10.1.2.2 Definición de las funciones (Medidas.c). .................................................................... 86
10.1.2.2.1 Función CalculaRMS. ......................................................................................... 87
Diego Francisco Larios Marín Enrique Personal Vázquez iv
Red de Sensores de Medidas de Consumo Eléctrico
Memoria Descriptiva Documento 1
10.1.2.2.1.1 Prototipo de la función................................................................................ 87
10.1.2.2.1.2 Tabla de variables de entrada...................................................................... 87
10.1.2.2.1.3 Tabla de variables de salida. ....................................................................... 88
10.1.2.2.2 Función CalculaMedia. ....................................................................................... 89
10.1.2.2.2.1 Prototipo de la función................................................................................ 89
10.1.2.2.2.2 Tabla de variables de entrada...................................................................... 89
10.1.2.2.2.3 Tabla de variables de salida. ....................................................................... 90
10.1.2.2.3 Función CalculaPact. .......................................................................................... 91
10.1.2.2.3.1 Prototipo de la función................................................................................ 91
10.1.2.2.3.2 Tabla de variables de entrada...................................................................... 91
10.1.2.2.3.3 Tabla de variables de salida. ....................................................................... 92
10.1.2.2.4 Función CalculaPapar. ........................................................................................ 93
10.1.2.2.4.1 Prototipo de la función................................................................................ 93
10.1.2.2.4.2 Tabla de variables de entrada...................................................................... 93
10.1.2.2.4.3 Tabla de variables de salida. ....................................................................... 93
10.1.2.2.5 Función CalculaPreact. ....................................................................................... 94
10.1.2.2.5.1 Prototipo de la función................................................................................ 94
10.1.2.2.5.2 Tabla de variables de entrada...................................................................... 94
10.1.2.2.5.3 Tabla de variables de salida. ....................................................................... 94
10.1.2.2.6 Función CalculaFDP. .......................................................................................... 95
10.1.2.2.6.1 Prototipo de la función................................................................................ 95
10.1.2.2.6.2 Tabla de variables de entrada...................................................................... 95
10.1.2.2.6.3 Tabla de variables de salida. ....................................................................... 95
10.1.2.2.7 Función CalculaEnergia. ..................................................................................... 96
10.1.2.2.7.1 Prototipo de la función................................................................................ 96
10.1.2.2.7.2 Tabla de variables de entrada...................................................................... 96
10.1.2.2.7.3 Tabla de variables de salida. ....................................................................... 96
10.1.2.2.8 Función CalculaFrec. .......................................................................................... 97
10.1.2.2.8.1 Prototipo de la función................................................................................ 98
10.1.2.2.8.2 Tabla de variables de entrada...................................................................... 98
10.1.2.2.8.3 Tabla de variables locales. .......................................................................... 98
10.1.2.2.8.4 Tabla de variables de salida. ....................................................................... 98
10.1.2.2.9 Función CaclulaTemp. ........................................................................................ 99
10.1.2.2.9.1 Prototipo de la función................................................................................ 99
10.1.2.2.9.2 Tabla de variables de entrada.................................................................... 100
10.1.2.2.9.3 Tabla de variables locales. ........................................................................ 100
10.1.2.2.9.4 Tabla de variables de salida. ..................................................................... 100
10.1.2.2.10 Función round. ................................................................................................ 101
10.1.2.2.10.1 Prototipo de la función............................................................................ 101
10.1.2.2.10.2 Tabla de variables de entrada.................................................................. 101
10.1.2.2.10.3 Tabla de variables de salida. ................................................................... 101
10.1.3 Módulo Modbus. ..................................................................................................... 102
10.1.3.1 Definición de la cabecera (modbus.h). ...................................................................... 102
10.1.3.2 Definición de las funciones (modbus.c). ................................................................... 102
10.1.3.2.1 Función IniModbus. .......................................................................................... 103
10.1.3.2.1.1 Prototipo de la función.............................................................................. 104
10.1.3.2.1.2 Tabla de variables de entrada.................................................................... 104
10.1.3.2.1.3 Tabla de variables globales. ...................................................................... 104
10.1.3.2.1.4 Tabla de constantes. .................................................................................. 104
10.1.3.2.1.5 Tabla de variables de salida. ..................................................................... 105
10.1.3.2.2 Función NuevosDatos. ...................................................................................... 106
10.1.3.2.2.1 Prototipo de la función.............................................................................. 107
10.1.3.2.2.2 Tabla de variables de entrada.................................................................... 107
10.1.3.2.2.3 Tabla de variables globales. ...................................................................... 107
10.1.3.2.2.4 Tabla de variables locales. ........................................................................ 107
Diego Francisco Larios Marín Enrique Personal Vázquez v
Red de Sensores de Medidas de Consumo Eléctrico
Memoria Descriptiva Documento 1
10.1.3.2.2.5 Tabla de constantes. .................................................................................. 107
10.1.3.2.2.6 Tabla de variables de salida. ..................................................................... 107
10.1.3.2.3 Función Sobretiempo. ....................................................................................... 108
10.1.3.2.3.1 Prototipo de la función.............................................................................. 108
10.1.3.2.3.2 Tabla de variables de entrada.................................................................... 108
10.1.3.2.4 Función CRC16. ............................................................................................... 109
10.1.3.2.4.1 Prototipo de la función.............................................................................. 109
10.1.3.2.4.2 Tabla de variables de entrada.................................................................... 110
10.1.3.2.4.3 Tabla de variables locales. ........................................................................ 110
10.1.3.2.4.4 Tabla de constantes. .................................................................................. 110
10.1.3.2.4.5 Tabla de variables de salida. ..................................................................... 110
10.1.3.2.5 Función IniTimerA. .......................................................................................... 111
10.1.3.2.5.1 Prototipo de la función.............................................................................. 111
10.1.3.2.6 Función IniUART. ............................................................................................ 112
10.1.3.2.6.1 Prototipo de la función.............................................................................. 112
10.1.3.2.7 Función AnalizarDatos. .................................................................................... 113
10.1.3.2.7.1 Prototipo de la función.............................................................................. 114
10.1.3.2.7.2 Tabla de variables globales. ...................................................................... 114
10.1.3.2.7.3 Tabla de variables locales. ........................................................................ 114
10.1.3.2.8 Función Error. ................................................................................................... 115
10.1.3.2.8.1 Prototipo de la función.............................................................................. 115
10.1.3.2.8.2 Tabla de variables de entrada.................................................................... 115
10.1.3.2.8.3 Tabla de variables globales. ...................................................................... 115
10.1.3.2.9 Función AddCRC. ............................................................................................ 116
10.1.3.2.9.1 Prototipo de la función.............................................................................. 116
10.1.3.2.9.2 Tabla de variables de entrada.................................................................... 116
10.1.3.2.9.3 Tabla de variables globales. ...................................................................... 116
10.1.3.2.9.4 Tabla de variables locales. ........................................................................ 116
10.1.3.2.10 Función TestModBusFree. .............................................................................. 117
10.1.3.2.10.1 Prototipo de la función............................................................................ 117
10.1.3.2.10.2 Tabla de variables de entrada.................................................................. 118
10.1.3.2.10.3 Tabla de variables globales. .................................................................... 118
10.1.3.2.10.4 Tabla de constantes. ................................................................................ 118
10.1.3.2.10.5 Tabla de variables de salida. ................................................................... 118
10.1.3.2.11 Función IntTimer. ........................................................................................... 119
10.1.3.2.11.1 Prototipo de la función............................................................................ 120
10.1.3.2.11.2 Tabla de variables globales. .................................................................... 120
10.1.3.2.12 Función IntUARTRx. ..................................................................................... 121
10.1.3.2.12.1 Prototipo de la función............................................................................ 121
10.1.3.2.12.2 Tabla de variables globales. .................................................................... 122
10.1.3.2.13 Función IntUARTTx. ...................................................................................... 123
10.1.3.2.13.1 Prototipo de la función............................................................................ 123
10.1.3.2.13.2 Tabla de variables globales. .................................................................... 123
10.1.4 Módulo Flash. ......................................................................................................... 124
10.1.4.1 Definición de la cabecera (Flash.h). .......................................................................... 124
10.1.4.2 Definición de las funciones (Flash.c). ....................................................................... 124
10.1.4.2.1 Función Flash2float. ......................................................................................... 125
10.1.4.2.1.1 Prototipo de la función.............................................................................. 125
10.1.4.2.1.2 Tabla de variables de entrada.................................................................... 125
10.1.4.2.1.3 Tabla de variables locales. ........................................................................ 125
10.1.4.2.1.4 Tabla de variables de salida. ..................................................................... 125
10.1.4.2.2 Función Flash2TablaFloat. ............................................................................... 126
10.1.4.2.2.1 Prototipo de la función.............................................................................. 126
10.1.4.2.2.2 Tabla de variables de entrada.................................................................... 126
10.1.4.2.2.3 Tabla de variables locales. ........................................................................ 126
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Red de Sensores de Medidas de Consumo Eléctrico
Memoria Descriptiva Documento 1
10.1.4.2.3 Función EraseFlash. .......................................................................................... 127
10.1.4.2.3.1 Prototipo de la función.............................................................................. 127
10.1.4.2.3.2 Tabla de variables de entrada.................................................................... 127
10.1.4.2.4 Función WriteFlash........................................................................................... 128
10.1.4.2.4.1 Prototipo de la función.............................................................................. 128
10.1.4.2.4.2 Tabla de variables de entrada.................................................................... 129
10.1.4.2.4.3 Tabla de variables locales. ........................................................................ 129
10.1.4.2.4.4 Tabla de constantes. .................................................................................. 129
10.1.4.2.4.5 Tabla de variables de salida. ..................................................................... 129
10.2 EXPLICACIÓN DEL SOFTWARE DE SCADA. ................................................................... 130
11 ESPECIFICACIONES BÁSICAS DEL PROYECTO. ................................................... 130
11.1 CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS. .................................................................................... 130
11.2 CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS. ................................................................................... 130
11.3 INDICADORES DE FUNCIONAMIENTO. ............................................................................ 130
11.4 CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES. ................................................................................ 131
12 OTRAS OPCIONES DE FUTURO. ................................................................................. 131
12.1 MEJORAS ECONÓMICAS Y ENERGÉTICAS. ...................................................................... 132
12.2 MEJORAS APLICADAS AL ÁMBITO DE LA DOMÓTICA...................................................... 133
12.3 MEJORAS APLICADAS A OTROS ÁMBITOS. ..................................................................... 133
13 BIBLIOGRAFÍA. ............................................................................................................... 134
14 ENLACES DE INTERÉS .................................................................................................. 135
15 SOFTWARE UTILIZADO. ............................................................................................... 136
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Red de Sensores de Medidas de Consumo Eléctrico
Memoria Descriptiva Documento 1
ÍNDICE DE IMÁGENES
Figura 1: Casa a automatizar. A)Vista General. B)Planta baja. C)Planta primera.
D)Ático. .......................................................................................................... 5
Figura 2: Diagrama de bloques del hardware del proyecto. .............................................. 6
Figura 3: Transductores de medida aislada de corriente. A: Transformador de
corriente. B: Sensor de efecto hall. ................................................................ 8
Figura 4: Transductores de medida no aislada de corriente. A)Resistencia tipo
through hole. B)Resistencia tipo SMD. ......................................................... 8
Figura 5: Circuito de medida no aislada de corriente. ....................................................... 8
Figura 6: Transductor de medida aislada de tensión. ........................................................ 9
Figura 7: Circuito de medida no aislada de tensión........................................................... 9
Figura 8: Circuito de acondicionamiento de la señal sin desplazamiento de nivel. ........ 10
Figura 9: Circuito de acondicionamiento de la señal con desplazamiento de nivel. ....... 11
Figura 10: Circuito de acondicionamiento de la señal con desplazamiento de nivel,
filtro paso bajo incorporado y medida diferencial. ....................................... 12
Figura 11: Prototipo Acondicionamiento de Señal. ........................................................ 13
Figura 12: Filtro paso bajo RC. ....................................................................................... 13
Figura 13: Familia MSP430 de Texas Instruments. ........................................................ 14
Figura 14: Modelo OSI. ................................................................................................... 19
Figura 15: Conectores estándar RS-232C. ...................................................................... 20
Figura 16: Interfaz Rs232toRs232C. ............................................................................... 21
Figura 17: Prototipos de los circuitos. ............................................................................. 22
Figura 18: Módulo z-wave ZM3102N. ........................................................................... 27
Figura 19: Red ZigBee con topología de malla. .............................................................. 28
Figura 20: Prototipo del circuito. ..................................................................................... 29
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Red de Sensores de Medidas de Consumo Eléctrico
Memoria Descriptiva Documento 1
Figura 21: Ejemplo de relé electromagnético. ................................................................. 31
Figura 22: Esquema del circuito de control de carga con relé......................................... 32
Figura 23: Comportamiento del relé en reposo y excitado. ............................................. 32
Figura 24: A) Símbolo del triac. B) Curva característica de un triac. ............................. 33
Figura 25: Esquema del circuito de control de carga con triac. ...................................... 34
Figura 26: Esquema de la fuente de alimentación capacitiva. ......................................... 36
Figura 27: Prototipo de la fuente de alimentación capacitiva. ........................................ 36
Figura 28: Diagrama de una fuente de alimentación convencional................................. 37
Figura 29: Esquema de la fuente de alimentación convencional..................................... 37
Figura 30: Prototipo de la fuente de alimentación convencional. ................................... 38
Figura 31: Diagrama de una fuente de alimentación conmutada. ................................... 38
Figura 32: F.A. flotante para las comunicaciones aisladas.............................................. 40
Figura 33: Dimensiones del transformador HALO TGM-040P3. ................................... 40
Figura 34: Prototipo de validación del diseño. ................................................................ 42
Figura 35: Layout del prototipo de explotación. ............................................................. 43
Figura 36: Interfaz USBtoRs485. .................................................................................... 44
Figura 37: Prototipo Tarjeta uC MSP430F2274 ............................................................. 44
Figura 38: CrossStudio de Rowley Associates. ............................................................... 46
Figura 39: IAR Embedded Workbench KickStart. .......................................................... 46
Figura 40: IAR Embedded Workbench. .......................................................................... 47
Figura 41: Code Composer de Texas Instruments........................................................... 48
Figura 42: GCC para MSP430. ....................................................................................... 49
Figura 43: Herramienta de depuración gratuita para MSP430. ....................................... 50
Figura 44: WinCC de Siemens. ....................................................................................... 51
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