INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL - DSpace Hometesis.ipn.mx/jspui/bitstream/123456789/11582/1/34.pdf · de este trabajo y en especial a mi amigo Ricardo González ... Al profesor Pedro

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECANICA Y ELECTRICA

UNIDAD PROFESIONAL “ADOLFO LOPEZ MATEOS”

INGENIERIA EN COMUNICACIONES Y ELECTRONICA

DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN KILOWATTHORIMETRO INTELIGENTE

TESIS

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: INGENIERO EN COMUNICACIONES Y ELECTRONICA

PRESENTAN:

González Ramírez Ricardo

Rodríguez Hernández Luis Alberto

ASESORES:

Dr. Raúl Ángel Cortés Mateos M. en C. Pedro Gustavo Magaña del Río

MEXICO, D.F. 2012

http://mx.geocities.com/ipn_cecyt1/programas/Ipn.zip

Dedicatorias

A mis padres, con mucho amor y cariño, por ser mi fuerza durante todo este tiempo

quienes me han apoyado siempre, porque creyeron en mi y me sacaron adelante, dándome

ejemplos dignos de superación y entrega.

Porque han sido y son las personas más importantes en mi vida, ya que sin su inmenso apoyo jamás hubiera logrado conseguir lo que hasta ahora, porque admiro su fortaleza y por lo que han hecho de mí.

Gracias por haber fomentado en mí el deseo de superación en la vida.

Mil palabras no bastarían para agradecerles su apoyo, su comprensión y sus consejos en los momentos difíciles. Es para ellos este proyecto, porque sin ellos, no hubiese podido ser.

Luis Alberto Rodríguez Hernández

Agradecimientos: A mi madre María del Rosario, por todo el apoyo que me ha demostrado desde que era

pequeño, siempre me acompañaste en cualquier cosa que tuviera que ver con los asuntos escolares, por escuchar todos los problemas que le contaba, por darme los consejos que necesitaba en muchos momentos y por procurarme que no me hiciera falta nada para mi desarrollo como profesionista y como persona, mama te lo agradezco infinitamente de mucho corazón.

A mi padre Luis Manuel, por todo el apoyo y cuidados que me diste desde pequeño, por

fomentar en mi un gusto por el campo de las materias de ciencias exactas así como de tecnología, te agradezco porque durante el tiempo que estuve como estudiante nunca tuve alguna carencia de ayuda tuya ni de ningún recurso para desarrollarme, te agradezco mucho por todo lo que me has dado.

A mi Hermano Cristian Israel, por apoyarme en algunas actividades que por la

saturación de tiempo no podía cumplir en casa y apoyar a mi madre y hermana cuando yo no podía hacerlo, por que directa o indirectamente me ayudaste a cumplir este logro, Gracias!

A mi Hermana Dafne Johana, por apoyarme como podía, por escucharme, hablar

conmigo y estar a mi lado en momentos en los que necesitaba alguna opinión, por apoyar en casa cuando por ciertas circunstancias me ausentaba y no podía realizar mis actividades normales, por acompañarme durante este tiempo, Gracias!!! Y síguele echando muchas ganas.

A mi abuelo Isidro, por procurarme mucho desde muy pequeño, por estar al pendiente

de mi bienestar y de que nunca me faltara algo, porque siempre tuve tus consejos, tus buenos deseos y bendición, por preguntarme siempre que como estaba y como iba la escuela, te doy muchísimas gracias por todo tu apoyo.

A mis amigos que siempre han estado conmigo, que me han apoyado y creído en mí.

José Luis Pichardo, León González, Gabriela García, Bernardo González, Jacqueline Salas, Milton Guzmán, Ulises Alva que de alguna manera colaboraron o influyeron en la realización de este trabajo y en especial a mi amigo Ricardo González Ramírez que estuvo conmigo en tantos y tantos trabajos en equipo durante la carrera hasta el presente.

Luis Alberto Rodríguez Hernández

Dedicatorias

La concepción de este proyecto está dedicada a mis padres, pilares fundamentales en mi

vida quienes a lo largo de ella han velado por mi bienestar y educación siendo mi apoyo en todo momento. Sin ellos, jamás hubiese podido conseguir lo que hasta ahora. Porque gracias a sus consejos y palabras de aliento crecí como persona, Gracias por su apoyo, confianza y amor que siempre me brindaron incondicionalmente. Gracias por ayudarme a cumplir mis objetivos como persona y estudiante Con mucho cariño les dedico todo mi esfuerzo y trabajo puesto para la realización de esta tesis.

Ricardo González Ramírez

Agradecimientos A mis padres: Quienes a lo largo de toda mi vida han apoyado y motivado mi formación

académica, creyeron en mí en todo momento y no dudaron de mis habilidades.

A mi madre Lulú: Gracias por todo el cariño y apoyo que siempre me has brindado, por

todas esas veces que me escuchaste y aconsejaste en mis problemas, porque siempre te preocupaste de que no me hiciera falta nada, porque gracias a ti he llegado a crecer como una gran persona. Por todo lo que has hecho por mi te estaré infinitamente agradecido

A mis Hermanos: Gracias siempre fueron un ejemplo para mí, uno muy bueno, quiero que

sepan que los admiro y los quiero mucho, gracias por estar siempre conmigo.

A mi hermano Oscar: Ita gracias por todos esos ejemplos a seguir que me has dado,

porque gran parte de las cosas que hago son gracias a ti, porque siempre has estado en los momentos más difíciles que he pasado, “Gracias por ser más que un hermano”

A mi hermano Alejandro: Por esas veces que me has escuchado, por apoyarme en lo que

esta a tu alcance, porque indirectamente eres parte de este logro

A toda mi familia: Gracias a mis tíos y en especial a mi abuelo José que siempre me ha

apoyado en toda mi vida y se ha preocupado por mi bienestar en todo momento, porque aunque no es su obligación siempre estuvo al pendiente de todo con respecto a mi, también su aporte fue esencial para que llegara hasta el final de esta carrera, muchas gracias.

A mis amigos: que siempre me han apoyado y creído en mi, porque son un ejemplo a

seguir y sé que yo también lo soy para ustedes, por siempre estar en los momentos en los que se tiene que estar, por escucharme y aconsejarme, por ayudarme en lo que pueden gracias Jasón, Aldo, Aarón y especialmente gracias a Luis que siempre hicimos un buen equipo, gracias Pichi, Gaby y León que también forman parte de la culminación de este trabajo.

Ricardo González Ramírez

Al Instituto Politécnico Nacional, por ser la institución que no ha brindado tanto, en la

cual tuve el gusto de pertenecer desde el bachillerato llevando con orgullo nuestros colores, por hacer de nosotros con el día a día de nuestra formación mejores personas para nuestra sociedad y país, por podernos desarrollar en sus instalaciones así como en las aulas, y por todas esas experiencias que vivimos dentro y en los alrededores de las instalaciones, agradezco a esta gran institución.

A la Escuela Superior De Ingeniería Mecánica Y Eléctrica Unidad Profesional Zacatenco, Por haber sido casa de enseñanza, durante todo este recorrido de esfuerzos y

de triunfos, por habernos brindado la oportunidad de terminar un ciclo más de nuestra preparación profesional y poder servir a nuestro país.

Al profesor Pedro Magaña del Rio, por aceptarnos en la academia de comunicaciones,

aceptar el compromiso de ser nuestro asesor, llevarnos de la mano con los tramites necesarios y de orientarnos siempre, pero agradecemos sobre todo que cuando las cosas se complicaron o no salieron como lo teníamos planeado usted nos siguió apoyando sin importar las complicaciones que se nos pusieran en frente continuo con nosotros, profesor gracias de que usted sea quien nos ha apoyado tanto.

Al Dr. Raúl Cortes Mateos, por ser quien nos recibiera desde octavo semestre y nos

orientara sobre como llevar toda la parte técnica de nuestro trabajo, así como tenernos en consideración para sus clases en las cuales aprendimos mucho, por todas esas platicas en el aula y laboratorio en el cual hablábamos de muchas problemáticas, por ayudarnos en todas nuestras dudas y problemas que surgieron con el presente, por el apoyo que nos brinda a nosotros ante los demás profesores y autoridades de la escuela como profesor investigador.

Para ellos toda nuestra admiración y respeto

Ricardo González Ramírez y Luis Alberto Rodríguez Hernández

DISEÑO E

IMPLEMENTACION DE UN KILOWATTHORIMETRO

INTELIGENTE

Instituto Politécnico Nacional E S I M E

IX | Página

O B J E T I V O

Realizar el diseño y la implementación de un kilowatthorímetro inteligente capaz de

disminuir el robo de energía eléctrica, por contar con un seguro digital que muestre

cuando ha sido alterado o cuando haya habido intento de hacerlo y que cuente con

un display que muestre la cifra a pagar por el consumo utilizado en cualquier

momento para poder dar a conocer este dato al propietario del inmueble donde se

toma la lectura, además de hacer una estimación del cobro por la energía

consumida al final del mes.


X | Página

Índice

INTRODUCCIÓN VIII

ANTECEDENTES X

Capitulo 1 Energía Eléctrica 1

1.1 Potencia Eléctrica 3

1.2 Medidores de Potencia Electrica 3

1.2.1 Vatímetro 3

1.2.2 Kilowatthorímetro 5

1.3 RMS 6

Capitulo 2 Diseño y Desarrollo del Hardware 8

2.1 Fuente de Alimentación para el Sistema 9

de Medición


XI | Página

2.2 Fuente de Voltaje de Desplazamiento (offset) 11

2.3 Interfaz Acopladora de Voltaje 13

2.4 Interfaz Acopladora de Corriente 16

2.5 Interfaz de Acoplamiento de Voltaje y Corriente 17

2.5.1Display de cristal liquido (LCD) 18

2.6 Sistema de Desarrollo 21

Capitulo 3 Diseño y Desarrollo del Software 23

3.1 Algoritmos De Programación del kilowatthorímetro 24

3.2 Muestreo de la Señales de Voltaje y Corriente 24

de Entrada

3.3 Voltaje RMS 27

3.4 Corriente RMS 28

3.5 Energía Eléctrica 29


XII | Página

3.6 Seguro Digital (Tamper) 31

3.7 Cobro de la Energía Consumida 32

3.8 Predicción de Energía Consumida 33

3.8.1 Predicción en Pesos 33

3.8.2 Predicción en Kilowatts-Hora 34

Capitulo 4 Mediciones y Pruebas 35

4.1 Pruebas de la Interfaz Acopladora de Voltaje 36

y Corriente

4.2 Pruebas del CAD 40

4.3. Pruebas Del Voltaje RMS 44

4.4 Pruebas De la Corriente RMS 45

4.5 Pruebas De la Energía Eléctrica 46

4.6 Pruebas Del Cobro de la Energía Consumida 50


XIII | Página

4.7 Pruebas de la Predicción de Energía Consumida 54

4.7.1 Predicción en Pesos 54

4.7.2 Predicción en Kilowatts-Hora 58

4.8 Pruebas Del Seguro Digital (Tamper) 61

Capitulo 5 Conclusiones y Recomendaciones 62

Capitulo 6 Anexos y Tablas 64

Capitulo 7 Glosario 97

Capitulo 8 Biblografía / Referencias 100

Introducción


XV | Página

INTRODUCCION

Las empresas encargadas de suministrar la energía eléctrica tienen que realizar un

cobro por el servicio otorgado, y para esto es necesario hacer una medición eficaz

del consumo realizado por cada usuario.

Existen diferentes tipos de instrumentos de medición para los parámetros eléctricos

entre los más comunes se encuentran el vóltmetro (utilizado para medir el voltaje), el

ampérmetro (utilizado para medir la corriente) y el óhmetro (utilizado para medir la

resistencia eléctrica) y el kilowatthorímetro, el cual tiene la función de medir la

energía eléctrica en kilowatts consumidos por cada hora.

Existen medidores electromecánicos y electrónicos. Los medidores electromecánicos

utilizan bobinados de corriente y de tensión para crear corrientes parásitas en un

disco que, bajo la influencia de los campos magnéticos inducidos, produce un giro

que mueve las agujas de la carátula mismas que marcan las unidades

correspondientes al consumo. Los medidores electrónicos utilizan convertidores

analógico-digitales para hacer la conversión y procesamiento de las señales digitales

para mostrar en un LCD la medición correspondiente.

En este trabajo se realizo la implementación de un kilowatthorímetro monofásico

capaz de hacer la medición de la energía consumida por el usuario y estimar un

cobro por el consumo de la misma mediante una tarjeta de desarrollo DEMOEM que

cuenta con un microcontrolador de 32 bits mcf51em256.

http://es.wikipedia.org/wiki/Conversor_anal%C3%B3gico-digital


Antecedentes


XVII | Página

ANTECEDENTES

El kilowatthorímetro electromecánico tiene su bobina fija colocada de forma que la

atraviese toda la intensidad del circuito, mientras que la bobina móvil se conecta en

serie con una resistencia grande y sólo deja pasar una parte proporcional del voltaje

de la fuente.

La inclinación resultante de la bobina móvil produce un par de giro sobre un disco. El

par de giro es proporcional a la potencia consumida por el circuito y depende tanto

de la intensidad como del voltaje y se puede calibrar directamente en vatios, ya que

la potencia es el producto del voltaje y la intensidad de la corriente.

El disco está soportado por campos magnéticos y soportes de rubí para disminuir la

fricción, un sistema de engranes transmite el movimiento del disco a las agujas que

cuentan el número de vueltas del medidor. A mayor potencia más rápido gira el

disco, acumulando más giros conforme pasa el tiempo.

Las tensiones máximas que soportan los medidores eléctricos son de

aproximadamente 600 volts y las corrientes máximas pueden ser de hasta 200

Ampers.

Cuando las tensiones y las corrientes exceden estos límites se requieren

transformadores de medición de tensión y de corriente, y se utilizan factores de

conversión para calcular el consumo en dichos casos.

Hoy en día existen muchas formas de manipular los medidores para que se efectúe

una lectura inferior al consumo real provocando que se tenga un cobro menor; una

de estas formas puede ser la cancelación parcial del campo magnético de las

bobinas que generan el giro del disco debido a un cambio en la posición de las

bobinas internas de dicho aparato; otra forma de hacerlo es cortocircuitando dicho

aparato usando un “puente” entre sus terminales de entrada y salida, ya que la

corriente tiene la propiedad de circular por donde encuentre menos oposición a su

http://es.wikipedia.org/wiki/Potencia

http://es.wikipedia.org/wiki/Fricci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Voltio

http://es.wikipedia.org/wiki/Amperio

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Transformador_de_medici%C3%B3n&action=edit&redlink=1


XVIII | Página

paso; estas son solo 2 de muchas formas que existen para manipular los medidores.

Esto es considerado un robo de energía.

Luz y Fuerza del Centro (LyFC) actualmente a cargo de CFE, pierde al año 15 mil

millones de pesos por evasión al pago de energía eléctrica. Cifra estimada en el año

2007.

CAPÍTULO 1 |

ENERGIA ELECTRICA


2 | Página

CAPITULO 1 ENERGIA ELECTRICA

La energía eléctrica es la relación de transferencia de potencia por unidad de tiempo;

la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo

determinado.

La potencia puede ser medida en cualquier instante de tiempo, mientras que la

energía debe ser medida durante un cierto periodo, por ejemplo un segundo, una

hora o un año.

(∑ ( ) ( )

) Ec.1

Donde:

E = Energía

V = Voltaje

I = Corriente

i = Muestra

N = Numero de Muestras

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica


3 | Página

1.1 Potencia Eléctrica

Potencia eléctrica es la rapidez con la que se realiza un trabajo. Siempre se realiza

trabajo cuando una fuerza provoca movimiento. Cuando el voltaje provoca

movimiento de electrones, se realiza un trabajo al desplazar a los electrones de un

punto a otro. La rapidez con que este trabajo se realiza se denomina como potencia

eléctrica.

La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el Vatio, o Watt.

Cuando una corriente eléctrica fluye en un circuito, puede transferir energía al hacer

un trabajo mecánico o termodinámico. Los dispositivos convierten la energía eléctrica

de muchas maneras útiles, como calor, luz, movimiento, sonido etc.

1.2 Medidores de Potencia Electrica

1.2.1 Vatímetro

Es un instrumento capaz de medir la energía promedio consumida en un circuito.

Vatimetro analógico:

El vatímetro analógico es un instrumento electrodinámico usado para medir la

energía eléctrica o la tasa de suministro de energía eléctrica de un circuito eléctrico

dado. El dispositivo consiste en un par de bobinas fijas, llamadas bobinas de

corriente, y una bobina móvil llamada bobina de voltaje.

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades

http://es.wikipedia.org/wiki/Vatio

http://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_%28f%C3%ADsica%29

http://es.wikipedia.org/wiki/Calor

http://es.wikipedia.org/wiki/Luz

http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento

http://es.wikipedia.org/wiki/Sonido

http://es.wikipedia.org/wiki/Electrodin%C3%A1mica

http://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Bobina


4 | Página

Figura 1. Vatímetro Analógico

Vatímetro Digital

Los vatímetros electrónicos utilizan convertidores analógico-digitales para hacer la

conversión y el procesamiento de las señales digitales para mostrar en un display la

medición correspondiente.


http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Wattmeter.jpg


5 | Página

Figura 2. Vatímetro Digital

1.2.2 Kilowatthorímetro

El kilowatthorímetro es un instrumento que tiene la función de hacer la medición de la

acumulación de energía en unidades de kilowatts por hora.


6 | Página

Figura 3. Kilowatthorímetro

1.3 RMS

El valor RMS es el valor del voltaje o corriente en C.A. que produce el mismo efecto

de disipación de calor que su equivalente de voltaje o corriente directa.

Los voltajes o corrientes cuando son alternos se expresan de forma común por su

valor efectivo o RMS (Root Mean Square – Raíz Cuadrática Media).

Cuando se dice que en las casas se tienen 120 o 220 volts, éstos son valores RMS o

eficaces.

http://www.unicrom.com/Tut_voltaje.asp


7 | Página

√

∫ ( )

Ec.2

Donde:

VRMS= Voltaje Eficaz o RMS

T = Periodo de la Señal.

V (t) = Señal de Voltaje

El valor RMS en forma discreta esta dado por:

√

∑ ( ) Ec.3

Donde:

N = Numero de Muestras

i = Numero de la Muestra

V = Voltaje

CAPÍTULO 2 | DISEÑO Y

DESARROLLO DEL HARDWARE


9 | Página

CAPITULO 2 DISEÑO Y DESARROLLO DEL HARDWARE

2.1 Fuente de Alimentación para el Sistema de Medición

Para que el sistema de medición funcione se necesita una fuente alimentación de

3.3VCD, a partir de una fuente de 127VCA.

El circuito diseñado se muestra en la Figura 4 y consiste en un transformador de

127VCA a 12VCA, enseguida un puente de diodos (BR1) para rectificar la señal de

12Vca seguido de un capacitor electrolítico (C9) el cual tiene la función de filtrar la

señal de CA a una señal de CD, después un regulador de voltaje 7805 (U4) el cual

obtiene una señal de 5VCD a su salida, posteriormente un capacitor (C12) el cual

tiene la función de evitar que pasen señales de ruido. En seguida se tiene un

regulador variable de voltaje LM317 (U5) el cual requiere dos resistencias exteriores

como se observa en la Figura 5; Para conseguir el valor de salida deseado se

calculan los valores de R3 y R2 a partir de la ecuación 4 , los capacitores C11 y C10

tienen la función de filtrar las señales de ruido.

Figura 4. Fuente de Alimentación para el Sistema de Medición


10 | Página

Figura 5. Diagrama de un lm317

(

) Ec.4

Donde:

Bou = Voltaje de Salida

R1 = Resistencia 1

R2 = Resistencia 2

Despejando R2 de la ecuación 4:

(

) Ec.5


11 | Página

Para poder encontrar el valor de R2 se debe proponer un valor para R1:

(

) Ec.6

Sustituyendo valores en la ecuación 4 tenemos:

(

) Ec.7

2.2 Fuente de Voltaje de Desplazamiento (offset)

Debido a que al convertidor analógico digital (CAD) solo trabaja con voltajes positivos

se requiere agregar un offset para poder capturar señales de voltaje alterno, este

voltaje debe ser de la mitad del voltaje máximo del convertidor 3.3 / 2 = 1.65VCD.


12 | Página

A continuación se muestra el circuito diseñado de la Fuente de Voltaje de

Desplazamiento (offset).

Figura 6. Fuente de Voltaje de Desplazamiento (offset)

En esta fuente se realizo el mismo procedimiento que en la fuente de alimentación

para el sistema de medición; para obtener el voltaje deseado se cambiaron los

valores de resistencias, como se muestra a en la ecuación 8.

(

) Ec.8


13 | Página

2.3 Interfaz Acopladora de Voltaje

Para la conexión entre la toma de corriente y el microcontrolador es necesario la

implementacion de una interfaz acopladora de voltaje.

La finalidad de esta interfaz es reducir el voltaje proporcionado por la linea hasta

llegar a un rango de voltaje soportado por el microcontrolador, dicho voltaje esta en

el rango de 0 a 3.3 VCD. Esta señal se debe montar sobre un offset de 1.65 VCD,

para asi tener una conexion satisfactoria con el microcontrolador.

El circuito como se muestra en la Figura 7 consiste en un transformador de 127VCA

a 6VCA seguido de un arreglo de resistencias, esto con el fin de obtener la señal

requerida implementando un divisor de voltaje como se muestra en la Figura 8 y

aplicando la ecuación 9, el capacitor c13 tiene como funcion evitar que pasen

señales de ruido.

Figura 7. Interfaz Acopladora de Voltaje


14 | Página

Figura 8. Diagrama de un divisor de voltaje

Ec.9

Donde :

Vs= Voltaje de salida

V1= Voltaje 1

V2= Voltaje 2

R1= Resistencia 1

R2= Resistencia 2

V2(t)= Voltaje 2 en el tiempo

i(t) = Corriente en el tiempo


15 | Página

Despejando R1 de la ecuación 9:

Ec.10

Para poder encontrar el valor de R1 se debe proponer un valor para R2:

( √ )

Ec.11

Sustituyendo valores en la ecuación 9 tenemos:

( √ ) Ec.12


16 | Página

2.4 Interfaz Acopladora de Corriente

Esta interfaz como se observa en la Figura 9 consta de un transformador de

corriente seguido de una resistencia de 100 Ohms para obtener un voltaje

proporcional a la corriente que fluye a través del transformador por medio de un

conductor. El capacitor C14 tiene la función de evitar que pasen señales de ruido.

Figura 9. Interfaz Acopladora de Corriente


17 | Página

2.5 Interfaz de Acoplamiento de Voltaje y Corriente

Esta interfaz consiste en unir los diagramas anteriores, para tener los requerimientos

que necesita el microcontrolador en una sola placa.

Figura 10. Interfaz Acopladora de Voltaje y

Corriente


18 | Página

2.5.1 Display de cristal líquido (LCD)

A la interfaz acopladora de voltaje y corriente se le coloca un LCD externo al sistema

de medición, esto porque el LCD con el que cuenta el tarjeta es especial para la

misma, y si llegara a fallar o el prototipo se fabricara en masa, solo se tendría que

adquirir el microcontrolador con el que cuenta el sistema de medición y el LCD. Esto

ahorraría un costo en la reparación o fabricación del prototipo.

Para esto se requiere de un circuito integrado HC595 el cual tiene la función de

transformar los datos enviados por el microcontrolador en forma serial a forma

paralela hacia el LCD para tener una comunicación entre ambos.

A continuación se muestra la Interfaz Acopladora de Voltaje y Corriente terminada:

Figura 11. Diseño de Interfaz Acopladora de Voltaje y Corriente

Realizado con el software de simulación y diseño electrónico “proteus”


19 | Página

A continuación se muestra el diseño del circuito impreso de la interfaz completa.

Figura 12.Circuito impreso de la Interfaz Acopladora de Voltaje y

Corriente realizado con el software de simulación y diseño electrónico “Proteus”.

En la siguiente figura se muestra el circuito impreso terminado, la posición de sus

componentes electrónicos, la colocación de la tarjeta de medición. Así como su

colocación y ensamble terminado.


20 | Página

A

B

C

Figura 13. Aspecto del kilowatthorímetro. A) Vista superior. B) Vista inferior. C) Vista de los componentes de la interfaz

acopladora de voltaje y corriente.


21 | Página

2.6 Sistema de Desarrollo

Figura 14. Microcontrolador MCF51EM256

La familia MCF51EMX son microcontroladores de 32 bits basados en

microcontroladores Coldfire V1 de la marca Freescale especializados en mediciones

eléctricas.


22 | Página

El DEMOEM como también se le conoce a esta familia de microcontroladores es una

tarjeta de demostración y desarrollo rentable que proporcionan soluciones de control

de 32 bits, ideales para procesos que requieren aplicaciones de medición eléctrica,

una mayor precisión en procesamiento de señales y conversión analógico a digital,

integrado de control LCD, detección de manipulación y con todas sus funciones de

reloj en tiempo real.

Esto gracias a su cualidad de tener un control significativo de la conectividad,

memoria de datos y la interfaz de usuario a través del software de diseño

CodeWarrior. [7]

Figura 15. Diagrama de los pines de conexión para el microcontrolador

CAPÍTULO 3 | DISEÑO Y

DESARROLLO DEL SOFTWARE


24 | Página

CAPITULO 3 DISEÑO Y DESARROLLO DEL SOFTWARE

3.1 Algoritmos De Programación del kilowatthorímetro

El microcontrolador MCF51EM256 utiliza un ambiente de desarrollo integral, llamado

“CodeWarrior” de la compañía “Freescale semiconductor”, todos los algoritmos

implementados para el kilowatthorímetro están realizados en este software en

conjunción con su herramienta llamada “Processor Expert” la cual puede generar

código de inicialización para periféricos del microcontrolador además de periféricos

externos o algoritmos de software.

3.2 Muestreo de la Señales de Voltaje y Corriente de Entrada

Para el muestreo de las señales de voltaje y corriente se debe tomar en cuenta el

teorema de Nyquist el cual define que para una señal de cierta frecuencia, la

frecuencia de muestreo, fm, debe ser mayor que dos veces su frecuencia máxima

[fmax] medida en Hertz [Hz].

Ec.13


25 | Página

Donde:

fm = Frecuencia de Muestreo

fmax= Frecuencia Máxima

La frecuencia de muestreo está dada por la siguiente ecuación:

Ec.14

Donde:

fm = Frecuencia de Muestreo

fn = Frecuencia Nominal

Nm = Número de Muestras

Como se requieren 64 muestras tenemos que:

Ec.15

Por lo tanto la frecuencia de muestreo cumple con el teorema de Nyquist.


26 | Página

A continuación se muestra el diagrama de flujo implementado para el muestreo de la

señal de Voltaje de entrada.

Figura 16. Diagrama de Flujo para el Muestreo para la Señal de Voltaje

A continuación se muestra el diagrama de flujo implementado para el muestreo de la

señal de la Corriente de entrada.

Figura 17. Diagrama de Flujo para el Muestreo para la Señal de Corriente


27 | Página

3.3 Voltaje RMS

A continuación se muestra el diagrama de flujo implementado para obtener el Voltaje

RMS.

Figura 18. Diagrama de Flujo para obtener el Valor de Voltaje RMS


28 | Página

3.4 Corriente RMS

A continuación se muestra el diagrama de flujo implementado para obtener la

Corriente RMS.

Figura 19. Diagrama de Flujo para obtener el Valor de Corriente RMS


29 | Página

3.5 Energía Eléctrica


30 | Página

Figura 20. Diagrama de Flujo para obtener el Valor de la Energía


31 | Página

3.6 Seguro Digital (Tamper)

A continuación se muestra el diagrama de flujo implementado para obtener el Seguro

Digital.

Figura 21. Diagrama de Flujo para obtener Seguro Digital


32 | Página

3.7 Cobro de la Energía Consumida

A continuación se muestra el diagrama de flujo implementado para obtener el Cobro

de la Energía.

Figura 22. Diagrama de Flujo para obtener el Cobro por el Consumo de Energía


33 | Página

3.8 Predicción de Energía Consumida

3.8.1Predicción en Pesos


Predicción del Consumo mensual en pesos.

Figura 23. Diagrama de Flujo para obtener la Predicción de consumo final en pesos


34 | Página

3.8.2 Predicción en Kilowatts-Hora


Predicción del Consumo mensual en kw/h.

Figura 24. Diagrama de Flujo para obtener la Predicción de consumo final en kw/h

CAPÍTULO 4 | MEDICIONES Y

PRUEBAS


36 | Página

CAPITULO 4. MEDICIONES Y PRUEBAS

4.1 Pruebas de la interfaz acopladora de voltaje y corriente

Alimentación del sistema de medición

El valor esperado para la alimentación del sistema de medición es de 3.3VCD.

El resultado obtenido con un osciloscopio digital fue de 3.12VCD.

Figura 25. Medición del voltaje de alimentación para el sistema de medición


37 | Página

Voltaje de desplazamiento

El valor esperado para la Fuente de Voltaje de Desplazamiento es de 1.65VCD.

El resultado obtenido con un osciloscopio digital fue de 1.65VCD

Figura 26. Medición de la fuente de voltaje de desplazamiento (offset)


38 | Página

Interfaz acopladora de Voltaje

El valor esperado para la interfaz acopladora de voltaje es de 2.27Vpp montado

sobre un offset de 1.65VCD.

El resultado obtenido con un osciloscopio digital fue de 2.64Vpp montado sobre un

offset de 1.65VCD.

Figura 27. Medición de la interfaz acopladora de voltaje


39 | Página

Interfaz acopladora de corriente

La señal de corriente se debe ver montada sobre un offset de 1.65VCD.

Figura 28. Medición de la interfaz acopladora de Corriente con una carga de 100W


40 | Página

4.2 Pruebas del CAD

Señal de voltaje

A continuación se muestran las lecturas obtenidas de la señal de voltaje de entrada

por el CAD mediante el software CodeWarrior versión 6.3.

Figura 29. Lectura se señal de voltaje de entrada tomada por el CAD


41 | Página

A continuación se muestra la grafica de las lecturas obtenidas de la señal de voltaje

de entrada por el CAD mediante el software CodeWarrior versión 6.3.

Figura 30. Grafica de la señal de voltaje de entrada tomada por el CAD

-25000

-20000

-15000

-10000

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64

Series1


42 | Página

Señal de corriente

A continuación se muestran las lecturas obtenidas de la señal de corriente de

entrada con una carga de 100W por el CAD mediante el software CodeWarrior

versión 6.3.

Figura 31. Lectura de la señal de corriente de entrada con una carga de 100 W. tomada por el CAD


43 | Página

A continuación se muestran las lecturas obtenidas de la señal de corriente de

entrada por el CAD mediante el software CodeWarrior versión 6.3.

Figura 32. Lectura de la señal de corriente de entrada con una carga de 100 W. tomada por el CAD

-25000

-20000

-15000

-10000

-5000

0

5000

10000

15000

20000

25000

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64

Series1


44 | Página

4.3 Pruebas Del Voltaje RMS

A continuación se muestra una comparación de los valores de voltaje RMS obtenidos

con un multímetro digital y el mostrado en el LCD del kilowatthorímetro

implementado.

Figura 33. Voltajes RMS obtenidos con un multímetro digital y el kilowatthorímetro inteligente


45 | Página

4.4 Pruebas De la Corriente RMS

A continuación se muestra una comparación de los valores de corriente RMS

obtenidos con un multímetro digital y el mostrado en el LCD del kilowatthorímetro

implementado conectado a una carga de 100W.

Figura 34. Corrientes RMS obtenidos con un multímetro digital y el kilowatthorímetro inteligente conectados a una carga de

100W.


46 | Página

4.5 Pruebas De la Energía Eléctrica

A continuación se muestran las lecturas de energía tomadas por el kilowatthorímetro

en diferentes tiempos, estas lecturas son mostradas en la herramienta

“Visualizationtools” del software CodeWarrior versión 6.3 y en el LCD del

kilowatthorímetro implementado.

Todas estas pruebas se realizaron con una carga puramente resistiva de 100W.

Todas las lecturas leídas en el software de visualizationtools carecen de punto

flotante, esto debido a que los puntos decimales retardan los cálculos realizados por

el microcontrolador.

1 minuto

Figura 35. Valores obtenidos con la herramienta visualizationtools del software CodeWarrior en 1 minuto.


47 | Página

Como se puede observar en la figura anterior tenemos una lectura de 69818 watts

acumulados por minuto, la cifra con punto decimal debe ser de 69.818 watts ya que

el voltaje RMS es de 102.62V y la corriente RMS es de 711mA.

Descrito lo anterior tenemos que 69.818W dividido entre 60 para tener W-h, dividido

entre 1000 para obtener Kw-h. Nos da un valor de .001163Kw-h como se muestra en

la siguiente figura.

Figura 36. Cifra de la energía consumida en 1 minuto mostrada en el LCD del kilowatthorímetro implementado.


48 | Página

10 minutos

Figura 37. Valores obtenidos con la herramienta visualizationtools del software CodeWarrior en 10 minutos.


acumulados por minuto, la cifra con punto decimal debe ser de 723.970 watts ya que

el voltaje RMS es de 101.92V y la corriente RMS es de 707mA.

Descrito lo anterior tenemos que 723.970W dividido entre 60 para tener W-h,

dividido entre 1000 para obtener Kw-h. Nos da un valor de 0.012066Kw-h como se

muestra en la siguiente figura.


49 | Página

Figura 38. Cifra de la energía consumida en 10 minutos mostrada en el LCD del kilowatthorímetro implementado

1 hora

Figura 39. Valores obtenidos con la herramienta visualizationtools del software CodeWarrior en 1 hora.


acumulados por hora, la cifra con punto decimal debe ser de 73.176 watts ya que el

voltaje RMS es de 104.61V y la corriente RMS es de 720mA.


50 | Página

Descrito lo anterior tenemos que 73.176W, dividido entre 1000 para obtener Kw-h.

Nos da un valor de 0.073176Kw-h como se muestra en la siguiente figura.

Figura 40. Cifra de la energía consumida en una hora mostrada en el LCD del kilowatthorímetro implementado

4.6 Pruebas Del Cobro de la Energía Consumida

A continuación se muestran las lecturas del cobro de la energía consumida tomadas

por el kilowatthorímetro en diferentes tiempos, estas lecturas son mostradas en la

herramienta “Visualizationtools” del software CodeWarrior versión 6.3 y en el LCD del

kilowatthorímetro implementado.






51 | Página

1 minuto

Figura 41. Valores obtenidos con la herramienta visualizationtools del software CodeWarrior en 1 minuto

Como se explico anteriormente se tiene un valor de 0.001163Kw-h, esto multiplicado

por la tarifa correspondiente que en este caso es de 0.687 pesos se tiene un

resultado de 0.0007989 pesos de cobro parcial como se muestra en la siguiente

figura.

Figura 42. Cifra del cobro por la energía consumida en un minuto mostrada en el LCD del kilowatthorímetro implementado


52 | Página

10 minutos

Figura 43. Valores obtenidos con la herramienta visualizationtools del software CodeWarrior en 10 minutos



resultado de 0.0082893 pesos de cobro parcial como se muestra en la siguiente

figura.

Figura 44. Cifra del cobro por la energía consumida en 10 minutos mostrada en el LCD del kilowatthorímetro implementado


53 | Página

1 hora

Figura 45. Valores obtenidos con la herramienta visualizationtools del software CodeWarrior en 1 hora



resultado de 0.05027 pesos de cobro parcial como se muestra en la siguiente figura.

Figura 46. Cifra del cobro por la energía consumida en una hora mostrada en el LCD del kilowatthorímetro implementado


54 | Página

4.7 Pruebas de la Predicción de Energía Consumida

A continuación se muestran las lecturas de la predicción de la energía consumida en

pesos y en Kw-h tomadas por el kilowatthorímetro en diferentes tiempos, estas

lecturas son mostradas en la herramienta “Visualizationtools” del software

CodeWarrior versión 6.3 y en el LCD del kilowatthorímetro implementado.





4.7.1 Predicción en Pesos

1 minuto

Figura 47. Valores obtenidos con la herramienta visualizationtools del software CodeWarrior en 1 minuto


55 | Página

Como se explico anteriormente se tiene un valor de 0.0007989 pesos de cobro

parcial en un minuto, esto multiplicado por 60 que son los minutos que contiene una

hora, multiplicado por 24 que es el número de horas que tiene un día, multiplicado

por 31 que es el número de días que tiene el mes de enero nos da una predicción de

36.342 pesos como se muestra en la siguiente figura.

Figura 48. Cifra de la predicción en pesos mostrada en el LCD del kilowatthorímetro implementado


56 | Página

10 minutos


Como se explico anteriormente se tiene un valor de 0.0082893 pesos de cobro

parcial en 10 minutos, esto multiplicado por 6 para acumular los minutos de una hora,

multiplicado por 24 que es el número de horas que tiene un día, multiplicado por 31

que es el número de días que tiene el mes de enero nos da una predicción de 36.96

pesos como se muestra en la siguiente figura.

Figura 50. Cifra de la predicción en pesos mostrada en el LCD del kilowatthorímetro implementa


57 | Página

1 hora

Figura 51. Valores obtenidos con la herramienta visualizationtools del software CodeWarrior en 1 hora.

Como se explico anteriormente se tiene un valor de 0.05027 pesos de cobro parcial

en una hora, esto multiplicado por 24 que es el número de horas que tiene un día,

multiplicado por 31 que es el número de días que tiene el mes de enero nos da una

predicción de 37.372 pesos como se muestra en la siguiente figura.

Figura 52. Cifra de la predicción en pesos mostrada en el LCD del kilowatthorímetro implementado


58 | Página

4.7.2 Predicción en Kilowatts-Hora

1 minuto


Como se explico anteriormente se tiene un valor de 0.001163Kw-h en un minuto,

esto multiplicado por 60 para acumular los minutos de una hora, multiplicado por 24

que es el número de horas que tiene un día, multiplicado por 31 que es el número de

días que tiene el mes de enero nos da una predicción de 52.953Kw-h como se


Figura 54. Cifra de la predicción en Kw-h mostrada en el LCD del kilowatthorímetro implementado


59 | Página

10 minutos


Como se explico anteriormente se tiene un valor de 0.012066Kw-h en 10 minutos,

esto multiplicado por 6 para acumular los minutos de una hora, multiplicado por 24

que es el número de horas que tiene un día, multiplicado por 31 que es el número de

días que tiene el mes de enero nos da una predicción de 53.873Kw-h como se


Figura 56. Cifra de la predicción en Kw-h mostrada en el LCD del kilowatthorímetro implementado


60 | Página

1 hora


Como se explico anteriormente se tiene un valor de 0.073176 Kw-h en una hora, esto

multiplicado por 24 que es el número de horas que tiene un día, multiplicado por 31

que es el número de días que tiene el mes de enero nos da una predicción de

54.442Kw-h como se muestra en la siguiente figura.

Figura 56. Cifra de la predicción en Kw-h mostrada en el LCD del kilowatthorímetro implementad


61 | Página

4.7 Pruebas Del Seguro Digital (Tamper)

A continuación se muestra el registro realizado por el tamper al haber alterado el

prototipo o querer hacerlo.


Como se puede observar en la figura anterior la fecha y hora del tamper queda

registrada al haber intentado alterar el kilowatthorímetro.

Figura 58. Registro del tamper mostrado en el LCD del kilowatthorímetro implementad

CAPÍTULO 5 | CONCLUSIONES

Y RECOMENDACIONES


63 | Página

CAPITULO 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El kilowatthorímetro inteligente implementado representa una solución para disminuir

la evasión del pago correspondiente a la energía consumida ya que el prototipo

ofrece una mayor complejidad cuando se intenta alterarlo porque se requiere un alto

conocimiento de la electrónica, y además cuenta con un seguro digital que es capaz

de mostrar cuando ha sido alterado o hubo intento de hacerlo.

Este prototipo puede crear conciencia de ahorro de energía en los usuarios ya que

con los algoritmos realizados se predice en cualquier momento el monto a pagar al

final del mes, esto conlleva al usuario a ahorrar energía al querer reducir la cantidad

total a pagar por el consumo.

En este trabajo las variables del costo parcial y de la predicción en pesos, se

realizaron mediante las tarifas del año 2010 obtenidos de la página de la CFE para

un consumo de hasta 75 Kw-h mensuales.

Para trabajos futuros se recomienda recibir las tarifas por medio de internet de

acuerdo a los criterios de la CFE para en base a estas realizar los cálculos

necesarios y regresar el cobro correspondiente a la energía consumida.

CAPÍTULO 6 | ANEXOS Y

TABLAS


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CAPITULO 6. ANEXOS Y TABLAS

A continuacion se muestra el codigo implementado para la programacion del

kilowattorimetro inteligente usando el software CodeWarrior V6.3 de Freescale.

Main


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Eventos


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Header


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Tarifas de cobro por el consumo

A continuación se muestran las tablas de las tarifas de cobro por consumo de

energía eléctrica CFE 2010.

Tarifa 1

Rango de consumo

Dic./2009 Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic.

Básico 1-75 0.685 0.687 0.689 0.691 0.693 0.695 0.697 0.699 0.701 0.703 0.705 0.707 0.709

Tabla 1.Para consumo hasta 75 KWh mensuales

Rango de consumo


Básico 1-75 0.685 0.687 0.689 0.691 0.693 0.695 0.697 0.699 0.701 0.703 0.705 0.707 0.709

Intermedio 76-125

1.133 1.137 1.141 1.145 1.149 1.153 1.157 1.161 1.165 1.169 1.173 1.177 1.181

Excedente 2.401 2.409 2.417 2.425 2.433 2.441 2.449 2.457 2.465 2.473 2.481 2.489 2.497

Tabla 1.1.Para consumo superior a 140 KWh mensuales

Cuando el consumo mensual promedio registrado en los últimos 12 meses

sea superior a 250 KWh / mes, se reclasificará el servicio en la Tarifa

Domestica de Alto Consumo (DAC) que le corresponda, de acuerdo a tu

localidad.

Tarifa 1A

Temporada de Verano

El período de aplicación de esta tarifa comprende los 6 meses más cálidos

http://app.cfe.gob.mx/Aplicaciones/CCFE/Tarifas/Tarifas/Tarifas.asp?Tarifa=DAC2003&anio=2010



85 | Página

del año, de acuerdo a las observaciones de las estaciones termométricas

que rijan en cada área. Los 6 meses restantes se aplican los precios de la

temporada Fuera de Verano.

Rango de consumo


Básico 1-100 0.605 0.607 0.609 0.611 0.613 0.615 0.617 0.619 0.621 0.623 0.625 0.627 0.629

Intermedio 0.706 0.708 0.710 0.712 0.714 0.716 0.718 0.720 0.722 0.724 0.726 0.728 0.730

Tabla 2. Para consumo hasta 150 KWh mensuales en Temporada de Verano

Rango de consumo


Básico 1-100 0.605 0.607 0.609 0.611 0.613 0.615 0.617 0.619 0.621 0.623 0.625 0.627 0.629

Intermedio 101-150

0.908 0.911 0.914 0.917 0.920 0.923 0.926 0.929 0.932 0.935 0.938 0.941 0.944

Excedente 2.401 2.409 2.417 2.425 2.433 2.441 2.449 2.457 2.465 2.473 2.481 2.489 2.497

Tabla 2.1. Para consumo superior a 150 KWh mensuales en Temporada de Verano


sea superior a 300 KWh/mes, se reclasificará el servicio en la Tarifa

Doméstica de Alto Consumo (DAC) que le corresponda, de acuerdo a tu

localidad.




86 | Página

Temporada Fuera de Verano

Rango de consumo


Básico 1-75

0.685 0.687 0.689 0.691 0.693 0.695 0.697 0.699 0.701 0.703 0.705 0.707 0.709

Intermedio 0.816 0.819 0.822 0.825 0.828 0.831 0.834 0.837 0.840 0.843 0.846 0.849 0.852

Tabla 2.2. Para consumo hasta 150 KWh mensuales en Temporada Fuera de Verano

Rango de consumo


Básico 1-75

0.685 0.687 0.689 0.691 0.693 0.695 0.697 0.699 0.701 0.703 0.705 0.707 0.709

Intermedio 76-125

1.133 1.137 1.141 1.145 1.149 1.153 1.157 1.161 1.165 1.169 1.173 1.177 1.181

Excedente 2.401 2.409 2.417 2.425 2.433 2.441 2.449 2.457 2.465 2.473 2.481 2.489 2.497

Tabla 2.3. Para consumo superior a 150 KWh mensuales en Temporada Fuera de Verano

Cuando el consumo mensual promedio registrado en los últimos 12

meses sea superior a 300 KWh/mes, se reclasificará el servicio en la

Tarifa Doméstica de Alto Consumo (DAC) que le corresponda, de

acuerdo a tu localidad.



87 | Página

Tarifa 1B

Temporada de Verano


del año, de acuerdo a las observaciones de las estaciones termométricas

que rijan en cada área. Los 6 meses restantes se aplican los precios de la


Rango de consumo


Básico 1-125

0.605 0.607 0.609 0.611 0.613 0.615 0.617 0.619 0.621 0.623 0.625 0.627 0.629

Intermedio 0.706 0.708 0.710 0.712 0.714 0.716 0.718 0.720 0.722 0.724 0.726 0.728 0.730

Tabla 3. Para consumo hasta 225 Kw mensuales en Temporada de Verano

Rango de consumo


Básico 1-125 0.605 0.607 0.609 0.611 0.613 0.615 0.617 0.619 0.621 0.623 0.625 0.627 0.629

Intermedio 126-200

0.908 0.911 0.914 0.917 0.920 0.923 0.926 0.929 0.932 0.935 0.938 0.941 0.944

Excedente 2.401 2.409 2.417 2.425 2.433 2.441 2.449 2.457 2.465 2.473 2.481 2.489 2.497

Tabla 3.1. Para consumo superior a 225 Kw mensuales en Temporada de Verano


sea superior a 400 Kw/mes, se reclasificará el servicio en la Tarifa Doméstica

de Alto Consumo (DAC) que le corresponda, de acuerdo a tu localidad.




88 | Página


Rango de consumo


Básico 1-75

0.685 0.687 0.689 0.691 0.693 0.695 0.697 0.699 0.701 0.703 0.705 0.707 0.709

Intermedio 0.816 0.819 0.822 0.825 0.828 0.831 0.834 0.837 0.840 0.843 0.846 0.849 0.852

Tabla 4. Para consumo hasta 175 Kw mensuales en Temporada Fuera de Verano

Rango de consumo


Intermedio 1-75

0.685 0.687 0.689 0.691 0.693 0.695 0.697 0.699 0.701 0.703 0.705 0.707 0.709

Intermedio 76-150

1.133 1.137 1.141 1.145 1.149 1.153 1.157 1.161 1.165 1.169 1.173 1.177 1.181

Excedente 2.401 2.409 2.417 2.425 2.433 2.441 2.449 2.457 2.465 2.473 2.481 2.489 2.497

Tabla 4.1. Para consumo superior a 175 Kw mensuales en Temporada Fuera de Verano







89 | Página

Tarifa 1C

Temporada de Verano


del año, de acuerdo a las observaciones de las estaciones termométricas que

rijan en cada área. Los 6 meses restantes se aplican los precios de la


Rango de consumo


Básico 1-150 0.605 0.607 0.609 0.611 0.613 0.615 0.617 0.619 0.621 0.623 0.625 0.627 0.629

Intermedio 0.706 0.708 0.710 0.712 0.714 0.716 0.718 0.720 0.722 0.724 0.726 0.728 0.730


Rango de consumo


Básico 1-150

0.605 0.607 0.609 0.611 0.613 0.615 0.617 0.619 0.621 0.623 0.625 0.627 0.629

Intermedio 151-450

0.908 0.911 0.914 0.917 0.920 0.923 0.926 0.929 0.932 0.935 0.938 0.941 0.944

Excedente 2.401 2.409 2.417 2.425 2.433 2.441 2.449 2.457 2.465 2.473 2.481 2.489 2.497








90 | Página


Rango de consumo


Básico 1-75 0.685 0.687 0.689 0.691 0.693 0.695 0.697 0.699 0.701 0.703 0.705 0.707 0.709

Intermedio 0.816 0.819 0.822 0.825 0.828 0.831 0.834 0.837 0.840 0.843 0.846 0.849 0.852


Rango de consumo


Básico 1-75 0.685 0.687 0.689 0.691 0.693 0.695 0.697 0.699 0.701 0.703 0.705 0.707 0.709

Intermedio 76-150

1.133 1.137 1.141 1.145 1.149 1.153 1.157 1.161 1.165 1.169 1.173 1.177 1.181

Excedente 2.401 2.409 2.417 2.425 2.433 2.441 2.449 2.457 2.465 2.473 2.481 2.489 2.497








91 | Página

Tarifa 1D

Temporada de Verano



rijan en cada área.

Los 6 meses restantes se aplican los precios de la temporada Fuera de

Verano.

Rango de consumo


Básico 1-175

0.605 0.607 0.609 0.611 0.613 0.615 0.617 0.619 0.621 0.623 0.625 0.627 0.629

Intermedio 0.706 0.708 0.710 0.712 0.714 0.716 0.718 0.720 0.722 0.724 0.726 0.728 0.730


Rango de consumo


Básico 1-175

0.605 0.607 0.609 0.611 0.613 0.615 0.617 0.619 0.621 0.623 0.625 0.627 0.629

Intermedio 176-600

0.908 0.911 0.914 0.917 0.920 0.923 0.926 0.929 0.932 0.935 0.938 0.941 0.944

Excedente 2.401 2.409 2.417 2.425 2.433 2.441 2.449 2.457 2.465 2.473 2.481 2.489 2.497



sea superior a 1,000 Kw/mes, se reclasificará el servicio en la Tarifa





92 | Página

localidad.


Rango de consumo


Básico 1-75 0.685 0.687 0.689 0.691 0.693 0.695 0.697 0.699 0.701 0.703 0.705 0.707 0.709

Intermedio 0.816 0.819 0.822 0.825 0.828 0.831 0.834 0.837 0.840 0.843 0.846 0.849 0.852


Rango de consumo


Básico 1-75 0.685 0.687 0.689 0.691 0.693 0.695 0.697 0.699 0.701 0.703 0.705 0.707 0.709

Intermedio 76-175

1.133 1.137 1.141 1.145 1.149 1.153 1.157 1.161 1.165 1.169 1.173 1.177 1.181

Excedente 2.401 2.409 2.417 2.425 2.433 2.441 2.449 2.457 2.465 2.473 2.481 2.489 2.497





localidad.




93 | Página

Tarifa 1E

Temporada de Verano





Rango de consumo


Básico 1-300 0.487 0.489 0.491 0.493 0.495 0.497 0.499 0.501 0.503 0.505 0.507 0.509 0.511

Intermedio 0.636 0.638 0.640 0.642 0.644 0.646 0.648 0.650 0.652 0.654 0.656 0.658 0.660


Rango de consumo


Básico 1-300 0.487 0.489 0.491 0.493 0.495 0.497 0.499 0.501 0.503 0.505 0.507 0.509 0.511

Intermedio 301-900

0.807 0.810 0.813 0.816 0.819 0.822 0.825 0.828 0.831 0.834 0.837 0.840 0.843

Excedente 2.401 2.409 2.417 2.425 2.433 2.441 2.449 2.457 2.465 2.473 2.481 2.489 2.497








94 | Página

localidad.


Rango de consumo


Básico 1-75

0.685 0.687 0.689 0.691 0.693 0.695 0.697 0.699 0.701 0.703 0.705 0.707 0.709

Intermedio 76-200

0.816 0.819 0.822 0.825 0.828 0.831 0.834 0.837 0.840 0.843 0.846 0.849 0.852

Excedente 2.401 2.409 2.417 2.425 2.433 2.441 2.449 2.457 2.465 2.473 2.481 2.489 2.497


Rango de consumo


Básico 1-75

0.685 0.687 0.689 0.691 0.693 0.695 0.697 0.699 0.701 0.703 0.705 0.707 0.709

Intermedio 76-200

1.133 1.137 1.141 1.145 1.149 1.153 1.157 1.161 1.165 1.169 1.173 1.177 1.181

Excedente 2.401 2.409 2.417 2.425 2.433 2.441 2.449 2.457 2.465 2.473 2.481 2.489 2.497





localidad.




95 | Página

Tarifa 1F

Temporada de Verano





Rango de consumo


Básico 1-300 0.487 0.489 0.491 0.493 0.495 0.497 0.499 0.501 0.503 0.505 0.507 0.509 0.511

Excedente 0.636 0.638 0.640 0.642 0.644 0.646 0.648 0.650 0.652 0.654 0.656 0.658 0.660

Tabla 11. Para consumo hasta 1,200 Kw mensuales en Temporada de Verano

Rango de consumo


Básico 1-300 0.487 0.489 0.491 0.493 0.495 0.497 0.499 0.501 0.503 0.505 0.507 0.509 0.511

Intermedio Bajo 301-1,200

0.807 0.810 0.813 0.816 0.819 0.822 0.825 0.828 0.831 0.834 0.837 0.840 0.843

Intermedio Alto 1,201-2,500

1.515 1.520 1.525 1.530 1.535 1.540 1.545 1.550 1.555 1.560 1.565 1.570 1.575

Excedente 2.401 2.409 2.417 2.425 2.433 2.441 2.449 2.457 2.465 2.473 2.481 2.489 2.497

Tabla 11.1. Para consumo superior a 1,200 Kw mensuales en Temporada de Verano


96 | Página


Rango de consumo


Básico 1-75

0.685 0.687 0.689 0.691 0.693 0.695 0.697 0.699 0.701 0.703 0.705 0.707 0.709

Intermedio 76-200

0.816 0.819 0.822 0.825 0.828 0.831 0.834 0.837 0.840 0.843 0.846 0.849 0.852

Excedente 2.401 2.409 2.417 2.425 2.433 2.441 2.449 2.457 2.465 2.473 2.481 2.489 2.497


Rango de consumo


Básico 1-75

0.685 0.687 0.689 0.691 0.693 0.695 0.697 0.699 0.701 0.703 0.705 0.707 0.709

Intermedio 76-200

1.133 1.137 1.141 1.145 1.149 1.153 1.157 1.161 1.165 1.169 1.173 1.177 1.181

Excedente 2.401 2.409 2.417 2.425 2.433 2.441 2.449 2.457 2.465 2.473 2.481 2.489 2.497

Tabla12.1. Para consumo superior a 250 Kw mensuales en Temporadas Fuera de Verano




localidad.



CAPÍTULO 7 | GLOSARIO


98 | Página

CAPITULO 7. GLOSARIO

A Ampers

Adj Ajuste

CAD convertidor analógico digital

BR puente de diodos

C capacitor

CFE comision federal de electricidad

DAC Domestica de Alto Consumo

E Energia

I corriente

i Muestra

Kw-h kilowatts hora

Kw-h/mes kilowatts-hora por mes

LCD pantalla de cristal liquido

LyFC luz y fuerza del centro

N Numero de muestras

R resistencia

RMS raiz cuadrática media

T Periodo de la señal.

t tiempo

t(0) tiepo inicial

U transistor regulador

V Volts

VCD voltaje de corriete directa

VCA voltaje de corriente alterna

Vef Voltaje eficaz o RMS

Vin Voltaje de entrada

Vout Voltaje de salida

Vpp voltaje pico a pico



99 | Página

Vs Voltaje de la fuente

V2 Voltaje de salida en un divisor de voltaje

V(t) Señal de voltaje

W watts

Ω Ohm

LCD Display de cristal liquido

Tamper Seguro anti-alteraciones

Vatios Unidad de potencia eléctrica

CAPÍTULO 8 | BIBLIOGRAFIA Y REFERENCIAS


101 | Página

CAPITULO 8. BIBLIOGRAFIA Y REFERENCIAS

[1]Edminister Joseph, Nahvi Mahmood. “Circuitos eléctricos”, Mcgraw Hill, 1999

[2]Smith, Steven. “Digital Signal Processing”, California Technical Publishing,1999.

[3]J. J. Grainger, W. D. Stevenson Jr. “Análisis de sistemas de potencia” Mc

Graw Hill 1996. pags 391 – 396.

[4]http://es.wikipedia.org

[5]http://www.ruelsa.com/cime/boletin/2004/bt06.pdf /// kw digital con un mc de atmel

[6]http://bibliodigital.itcr.ac.cr:8080/dspace/bitstream/2238/220/1/valverde_madriz_alf

onso.pdf ´

[7] http://www.freescale.com

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