transformadores

Resumen: T-036

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDEST E
Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2004

Medidor de Energía Activa
Controlada por Microcontrolador
Marder, Felipe - Sasowski, Francisco P.
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura – UNNE
9 de Julio 1449 – 2° Piso – Laboratorio N°10 (W3400AYY) Corrientes – Argentina
E-mail: franciscosasowski@hotmail.com yfmarder@exa.unne.edu.ar

Introducción
El siguiente proyecto nace de la necesidad de crear un medidor de energía de bajo coste, debido a las actuales
condiciones del país. El siguiente proyecto que aquí se explaya tiene la capacidad de sensado de una corriente mínima
de 100 mA, una máxima de 10 A, y una tensión de 250 V. Este prototipo es muy flexible en cuánto a su rango máximo
de sensado de corriente,ya que depende del tipo de TI (Transformador de Intensidad) que se le adose. Lo mismo
podríamos decir de la tensión, pero para éste caso hablaríamos de un TV (Transformador de Tensión).
Este dispositivo ha sido pensado de forma tal que el consumo propio del prototipo, sea prácticamente despreciable
frente a la mínima carga que el equipo puede detectar.
El puntal de éste proyecto es elmicrocontrolador MC68HC908JK1 de la familia de 8 bits de MOTOROLA. Este
componente tiene muy variadas prestaciones, como también la propiedad de ser un elemento de muy bajo coste, lo que
trae beneficios económicos y de espacio requerido para el desarrollo del proyecto propuesto aquí.
Este microcontrolador consta de todos los elementos necesarios para el procesamiento de las señales y operacionesmatemáticas necesarias para el cálculo ya sea del cos ϕ y de la potencia activa de la carga. Una de las ventajas de éste
dispositivo es la protección de código, la cuál hace casi imposible la lectura del código fuente del programa de éste. El
diagrama de bloques del sistema se puede notar en la figura N° 1.

Transformador
de Corriente

Amplificador

Transformador
de Tensión

ConformadorMicrocontrolador

Lecture V

Displays

Lectura de I

Figura N° 1 Diagrama de Bloques del Medidor de Energía

La descripción de cada uno de los bloques que conforman el equipo, se detalla a continuación:
Transformador de Corriente: Es el encargado de sensar la corriente consumida por la carga.
Transformador de Tensión: Es el encargado de sensar la tensión de red, como así también la deproveer de energía al
circuito de medición.
Amplificador: Amplifica la salida del sensor de corriente, produciendo una tensión de salida determinada.
Conformador: Es en realidad un detector de cruce por cero, que produce una onda cuadrada para la tensión y otra para
la corriente. Es lo que me permitirá medir el desfasaje entre V e I.
Lectura de V y de I: Son los encargados de producir unatensión proporcional a la tensión y a la corriente en la carga.
Es lo que me permitirá medir el valor de V e I.

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Microcontrolador: Es el más importante de todos, ya que en él se realizan todas las operaciones matemáticas y de
control, que determinan el funcionamiento del sistema.
Displays: Esla interfaz gráfica, es decir, lo que nos permitirá visualizar el valor de Energía acumulado por el
dispositivo de medición.

Principios de Diseño del Sistema

Una de las cuestiones más importantes, a mi entender, es la determinación del desfasaje entre la Tensión y la Corriente.
Cómo se puede ver en la figura N° 2, se ha graficado dos ondas, la primera correspondiente a la Corriente, y lasegunda
correspondiente a la Tensión.
Las ondas cuadradas, son las salidas del conformador, ya sea para la onda de corriente, como para la onda de tensión.
Estas dos ondas cuadradas, se hacen entrar al microcontrolador, por dos de sus puertos de entradas.
La letra griega ∆, es el desfasaje que queremos calcular.
El microcontrolador posee un contador autónomo (Timer), que nos simplificará la...