Sensor autônomo para o controle e gerenciamento remoto de um sistema fotovoltaico (Open source - IoT)

(1)

Rev. Bras. de Iniciação Científica (RBIC), Itapetininga, v. Edição Especial Universidade Federal da Integração Latino

SENSOR AUTÔNOMO PARA O CONTROLE E GERENCIAMENTO

REMOTO DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO (OPEN SOURCE

IoT)

AUTONOMOUS SENSOR FOR THE

REMOTE CONTROL OF A PHOTOVOLTAIC SYSTEM (OPEN

SOURCE - IoT)

SENSOR AUTONOMO PARA EL CONTROL Y GERENCIAMIENTO

REMOTO DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO (OPEN SOURCE

IoT)

Karen Estefany Mantilla Urquijo Oswaldo HideoAndo Junior

Resumo: Os sensores autônomos

caracterizados principalmente por ter sua própria fonte de alimentação e a capacidade de medir, processar e transmitir dados. O objetivo deste trabalho é projetar e construir um prot

medir as variáveis: corrente, tensão e temperatura d desempenho do sistema em tempo real,

conectado à rede. As leituras serão provenientes de painéis solares, serão transmitidas através da placa Wemos © D1 mini pro, que inclui o chip wi

aplicativo Blynk®. O design deste protótipo f

IoT (Internet das Coisas) devido à sua praticidade e economia.

Palavras-chave: Sensor autônomo. Internet das Coisas (IoT).

Abstract: Autonomous sensors are devices that autonomously execute their measurement functions, they are

mainly characterized by having their own power supply and the ability to measure, process and transmit data. The objective of this work is to design and build an

the variables: current, voltage and temperature of a photovoltaic system, to obtain information on the performance of the system in real time, getting access to these remotely from any device connec

network. The readings will come from solar panels, will be transmitted through the Wemos © D1 mini pro board, which is incorporated with the ESP8266EX wi

through the Blynk® application.

IoT tools (Internet of things) due to its practicality and economy.

Keywords:Autonomous sensor. Internet of Things (IoT).

Rev. Bras. de Iniciação Científica (RBIC), Itapetininga, v. 7, n.2, p. 209-22 Edição Especial Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA)

SENSOR AUTÔNOMO PARA O CONTROLE E GERENCIAMENTO

DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO (OPEN SOURCE

AUTONOMOUS SENSOR FOR THE MANAGEMENT AND

REMOTE CONTROL OF A PHOTOVOLTAIC SYSTEM (OPEN

SENSOR AUTONOMO PARA EL CONTROL Y GERENCIAMIENTO

REMOTO DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO (OPEN SOURCE

Karen Estefany Mantilla Urquijo1 Oswaldo HideoAndo Junior 2

nsores autônomos são dispositivos que executam autonomamente suas funções de medição, são caracterizados principalmente por ter sua própria fonte de alimentação e a capacidade de medir, processar e transmitir dados. O objetivo deste trabalho é projetar e construir um protótipo de sensor autônomo capaz de medir as variáveis: corrente, tensão e temperatura de um sistema fotovoltaico, obtendo

desempenho do sistema em tempo real, com acesso a esses dados remotamente a partir de qualquer dispositivo o à rede. As leituras serão provenientes de painéis solares, serão transmitidas através da placa Wemos ©

o chip wi-fi ESP8266EX, armazenadas na nuvem e finalmente serão visualizadas aplicativo Blynk®. O design deste protótipo foi baseado em tecnologias abertas (open source

IoT (Internet das Coisas) devido à sua praticidade e economia.

Sensor autônomo. Internet das Coisas (IoT). Código aberto. Gerênciamento. Aplicação móvel. Autonomous sensors are devices that autonomously execute their measurement functions, they are mainly characterized by having their own power supply and the ability to measure, process and transmit data. The objective of this work is to design and build an autonomous sensor prototype that is capable of measuring the variables: current, voltage and temperature of a photovoltaic system, to obtain information on the performance of the system in real time, getting access to these remotely from any device connec

network. The readings will come from solar panels, will be transmitted through the Wemos © D1 mini pro board, which is incorporated with the ESP8266EX wi-fi chip, stored in the cloud and will finally be visualized through the Blynk® application. The design of this prototype was based on open technologies (open source) and IoT tools (Internet of things) due to its practicality and economy.

Autonomous sensor. Internet of Things (IoT). Open Source. Management. Mobile application.

20, 2020. Americana (UNILA)

209 SENSOR AUTÔNOMO PARA O CONTROLE E GERENCIAMENTO

DE UM SISTEMA FOTOVOLTAICO (OPEN

SOURCE-MANAGEMENT AND

REMOTE CONTROL OF A PHOTOVOLTAIC SYSTEM (OPEN

SENSOR AUTONOMO PARA EL CONTROL Y GERENCIAMIENTO

REMOTO DE UN SISTEMA FOTOVOLTAICO (OPEN SOURCE -

são dispositivos que executam autonomamente suas funções de medição, são caracterizados principalmente por ter sua própria fonte de alimentação e a capacidade de medir, processar e ótipo de sensor autônomo capaz de e um sistema fotovoltaico, obtendo informações sobre o remotamente a partir de qualquer dispositivo o à rede. As leituras serão provenientes de painéis solares, serão transmitidas através da placa Wemos © nuvem e finalmente serão visualizadas pelo open source) e ferramentas de Código aberto. Gerênciamento. Aplicação móvel. Autonomous sensors are devices that autonomously execute their measurement functions, they are mainly characterized by having their own power supply and the ability to measure, process and transmit data. autonomous sensor prototype that is capable of measuring the variables: current, voltage and temperature of a photovoltaic system, to obtain information on the performance of the system in real time, getting access to these remotely from any device connected to the network. The readings will come from solar panels, will be transmitted through the Wemos © D1 mini pro fi chip, stored in the cloud and will finally be visualized The design of this prototype was based on open technologies (open source) and

(2)

Resumen: Los sensores autónomos son dispositivos que ejecutan de forma autónoma sus funciones de medición,

se caracterizan principalmente por poseer una fuente de alimentación propia y la capacidad de medir, procesar y transmitir datos. El objetivo de este trabajo

de medir las variables: corriente, tensión y temperatura, de un sistema fotovoltaico, para obtener informaciones sobre el desempeño del sistema en tiempo real, consiguiendo acceder a esta

dispositivo conectado a la red. Las lecturas provendrán

Wemos© D1 mini pro, que viene incorporada con el chip wi finalmente serán visualizadas por medio del aplicativo Blynk®. E

tecnologías abiertas (open source) y herramientas IoT (Internet of things) debido a su practicidad y economía.

Palavras-chave: Sensor autónomo.

Envio 20/01/2020

_______________________________

1_{Estudiante de Ingeníeria Física}

Integración Latino-Americana (UNILA), Foz de Iguaz

2_{Doctor enIngeníeria Electrica.}

Integración Latino-Americana (UNILA).

Los sensores autónomos son dispositivos que ejecutan de forma autónoma sus funciones de medición, se caracterizan principalmente por poseer una fuente de alimentación propia y la capacidad de medir, procesar y transmitir datos. El objetivo de este trabajo es diseñar y construir un prototipo de sensor autónomo que sea capaz de medir las variables: corriente, tensión y temperatura, de un sistema fotovoltaico, para obtener informaciones sobre el desempeño del sistema en tiempo real, consiguiendo acceder a estas de forma remota desde cualquier dispositivo conectado a la red. Las lecturas provendrán de paneles solares, serán transmitidas a través de la placa Wemos© D1 mini pro, que viene incorporada con el chip wi-fi ESP8266EX, almacenadas en la nube y

visualizadas por medio del aplicativo Blynk®. El diseño de este prototipo

tecnologías abiertas (open source) y herramientas IoT (Internet of things) debido a su practicidad y economía. Sensor autónomo. Internet ofThings (IoT).Open Source. Gerenciamiento.

Envio 20/01/2020 Revisão 30/01/2020 Aceite 15/03/2020

_______________________________

Física y bolsista de Iniciación Científica (PIBIC-CNPq),

Americana (UNILA), Foz de Iguazu - PR, Brasil. E-mail: karen.urquijo@aluno.unila.edu.br. íeria Electrica. Profesor del Curso de Ingeníeria de Energias de la Universidad

Americana (UNILA).E-mail: oswaldo.junior@unila.edu.br.

210

Los sensores autónomos son dispositivos que ejecutan de forma autónoma sus funciones de medición, se caracterizan principalmente por poseer una fuente de alimentación propia y la capacidad de medir, procesar y es diseñar y construir un prototipo de sensor autónomo que sea capaz de medir las variables: corriente, tensión y temperatura, de un sistema fotovoltaico, para obtener informaciones s de forma remota desde cualquier , serán transmitidas a través de la placa fi ESP8266EX, almacenadas en la nube y ste prototipo se realizó a partir de tecnologías abiertas (open source) y herramientas IoT (Internet of things) debido a su practicidad y economía.

Gerenciamiento. Aplicativo móvil.

Aceite 15/03/2020

Universidad Federal de la mail: karen.urquijo@aluno.unila.edu.br.

(3)

INTRODUCCIÓN

Vivimos en una época donde las tecnologías avanzan rápidamente, y el uso apropiado de estas posibilita la obtención de resultados confiables y eficientes. En el área de energía, para dar abasto a la demanda mundial de consumo energético, el uso de alternat renovables se torna cada día más necesario. Entre las diversas fuentes de captación de energías renovables, la de mayor uso es el aprovechamiento de la energía solar, una energía abundante, gratuita y cada vez más accesible a todo tipo de usuario. Est

abre paso en el mercado debido al surgimiento de nuevas tecnologías, permitiendo que más personas pueden aprovechar sus beneficios. Para ello, se hace preciso disponer de toda la información posible de los parámetros que influyen en

Existen dos tipos de sistemas dentro de la generación de energía fotovoltaica:

OFF-GRID. Un sistema On

eléctrica convencional y representar

utilizados en todo el mundo y también los más viables financieramente.

Gridno se conecta a la red,

baterías con capacidad de almacenamiento y por esta ser un poco más elevado dependiendo de su aplica

Este trabajo tiene como objetivo el diseño y fabricación de un prototipo de sensor autónomo responsable por medir variables de corriente

estrategia para el control y gestión remota de un sistema fotovoltaico informaciones sobre el desempeño del sistema en tiempo real ( abiertas, que consiste en componentes de

esquemáticos son de acceso público

para placas de procesamiento y desarrollo de aplicativos Dentro de las tecnologías implementadas abarcar sus siglas en inglés), el cual

máquinas mecánicas y digitales u objetos transferir datos a través de una red.

Vivimos en una época donde las tecnologías avanzan rápidamente, y el uso apropiado de estas posibilita la obtención de resultados confiables y eficientes. En el área de energía, para dar abasto a la demanda mundial de consumo energético, el uso de alternat renovables se torna cada día más necesario. Entre las diversas fuentes de captación de energías renovables, la de mayor uso es el aprovechamiento de la energía solar, una energía abundante, gratuita y cada vez más accesible a todo tipo de usuario. Est

abre paso en el mercado debido al surgimiento de nuevas tecnologías, permitiendo que más personas pueden aprovechar sus beneficios. Para ello, se hace preciso disponer de toda la información posible de los parámetros que influyen en el sistema.

Existen dos tipos de sistemas dentro de la generación de energía fotovoltaica:

On-Grid se caracterizapor estar conectado directamente

trica convencional y representar hasta el 95% del consumo total d utilizados en todo el mundo y también los más viables financieramente.

a la red, por lo cual necesita almacenar la energía, utilizando con capacidad de almacenamiento y por esta razón su costo de implementación ser un poco más elevado dependiendo de su aplicación (residencial o industrial)

Este trabajo tiene como objetivo el diseño y fabricación de un prototipo de sensor autónomo responsable por medir variables de corriente, tensión y temperatura, como estrategia para el control y gestión remota de un sistema fotovoltaicoOff

informaciones sobre el desempeño del sistema en tiempo real (on line)

abiertas, que consiste en componentes de bajo costo, cuyas especificaciones y diagramas esquemáticos son de acceso público (open hardward), al igual que códigos de programación para placas de procesamiento y desarrollo de aplicativos (open source).

Dentro de las tecnologías implementadas abarcaremos el internet de las cosas

, el cual es un sistema de dispositivos de computación interrelacionados, mecánicas y digitales u objetos que tienen identificadores únicos y la capacidad de

una red.

211

Vivimos en una época donde las tecnologías avanzan rápidamente, y el uso apropiado

de estas posibilita la obtención de resultados confiables y eficientes. En el área de energía, para dar abasto a la demanda mundial de consumo energético, el uso de alternativas renovables se torna cada día más necesario. Entre las diversas fuentes de captación de energías renovables, la de mayor uso es el aprovechamiento de la energía solar, una energía abundante, gratuita y cada vez más accesible a todo tipo de usuario. Esta fuente de energía se abre paso en el mercado debido al surgimiento de nuevas tecnologías, permitiendo que más personas pueden aprovechar sus beneficios. Para ello, se hace preciso disponer de toda la

Existen dos tipos de sistemas dentro de la generación de energía fotovoltaica: ON-GRID e conectado directamente a la red hasta el 95% del consumo total de energía.Son los más utilizados en todo el mundo y también los más viables financieramente. Ya un sistema

Off-energía, utilizando para ello costo de implementación suele ción (residencial o industrial).

Este trabajo tiene como objetivo el diseño y fabricación de un prototipo de sensor , tensión y temperatura, como

Off-Grid, obteniendo así, on line) usando tecnologías

bajo costo, cuyas especificaciones y diagramas ), al igual que códigos de programación

.

internet de las cosas (IoT, por es un sistema de dispositivos de computación interrelacionados, que tienen identificadores únicos y la capacidad de

(4)

METODOLOGIA

Para el desarrollo de lafigura 1.

Podemos observar

Fase I – Estado del arte, donde autónomos, métodos de fabricación,

Fase II – Diseño y simulación, donde se propusiero

libreFritzing©, adquirimos los componentes eléctricos y demás materiales necesarios para el desarrollo del prototipo y

Arduino©basándonos en código abierto

Testes del prototipo, donde respectivas pruebas, analiza

permitieron mejorar la eficacia del prototipo

donde comparamos las lecturas del prototipo con las lecturas de un multímetro destacamos su potencial y aplicabilidad.

FASE IV

FASE III

FASE II

FASE I

l desarrollo del prototipo de sensor autónomofue planteadoel flujograma de

Figura 1- Flujograma de la metodología de trabajo

Fuente: Autor.

Podemos observar que la metodología de trabajo se basó en la siguiente estrategia Estado del arte, donde fue realizada una investigación profunda sobre sensores ónomos, métodos de fabricación, sus principales aplicaciones,tecnologías

Diseño y simulación, donde se propusieron diagramas eléctricos

adquirimos los componentes eléctricos y demás materiales necesarios para el y creamos los códigos de programación utilizando la IDE de código abierto (open source) y el aplicativo

Testes del prototipo, donde realizamos el montaje parcial y total del circuito,

analizando su viabilidad y realizamosalgunas modificaciones eficacia del prototipo; y finalmente la Fase IV – Análisis

donde comparamos las lecturas del prototipo con las lecturas de un multímetro aplicabilidad. ESTADO DEL ARTE DISEÑO DEL CIRCUTO OBTENCIÓN DE MATERIALES Y COMPONENTES MONTAJE DEL CIRCUITO ANALISIS DE RESULTADOS TESTES DEL CIRCUTO 20, 2020. Americana (UNILA)

212

fue planteadoel flujograma de

de trabajo

la siguiente estrategia: fue realizada una investigación profunda sobre sensores tecnologías abiertas e IoT; n diagramas eléctricos através del software adquirimos los componentes eléctricos y demás materiales necesarios para el utilizando la IDE de ) y el aplicativo Blynk®; Fase III – realizamos el montaje parcial y total del circuito, ejecutamos sus mosalgunas modificaciones que Análisis de resultados, donde comparamos las lecturas del prototipo con las lecturas de un multímetro digital y

TESTES DEL CIRCUTO

DESARROLLO DEL CODIGO

(5)

DESARROLLO DEL PROTOTIPO

En esta sección se autónomo, desarrollo del hardwa

Sensor Autónomo

Como puede observarse en la componentes: I). Fuente de alimentación ( recargables de Li-ion; II). Unidad sensitiva ( en este caso emplearemos un sensor de corriente

divisor de tensión; III). Unidad de procesamiento (

Wemos© D1 mini pro, programable por medio del IDE de

comunicación (comunicationunit incorporado en el Wemos©

y del aplicativo Blynk®; e finalmente V). Unidad de almacenamientos ( puede ser cualquier dispositivo de memoria: us

(cloudstorage) y también se espera emplear seguridad (backup).

Figura

Desarrollo del hardware

Para el diseñó del circuito

las primeras lecturas serán realizadas a la salida de un

DESARROLLO DEL PROTOTIPO

En esta sección se presentará el desarrollo del proyecto subdividi hardware y desarrollo delsoftware.

Como puede observarse en la figura 2,un sensor autónomo, posee básicamente cinco componentes: I). Fuente de alimentación (powersource), donde se espera

ion; II). Unidad sensitiva (sensingunit), conformada por diferentes sensores, en este caso emplearemos un sensor de corriente de efecto hall, un sensor de temperatura y un divisor de tensión; III). Unidad de procesamiento (computingunit): placa de desarrollo

, programable por medio del IDE de Arduino©

comunicationunit): usaremos el módulo wi-fi ESP8266EX

Wemos© y visualizaremos los datos a través de un OLED Display 128X16

; e finalmente V). Unidad de almacenamientos (

puede ser cualquier dispositivo de memoria: usaremos almacenamiento en la nube también se espera emplear una tarjeta de memoria micro SD como copia de

Figura 2- Componentes principales de un sensor autónomo

Fuente: Autor.

el circuito fue utilizado el software libreFritzing© las primeras lecturas serán realizadas a la salida de un conjunto detres

213

presentará el desarrollo del proyecto subdividiendo en: Sensor

posee básicamente cinco se espera emplear baterías ), conformada por diferentes sensores, de efecto hall, un sensor de temperatura y un ): placa de desarrollo

Arduino©; IV). Unidad de ESP8266EX que vienen OLED Display 128X16

; e finalmente V). Unidad de almacenamientos (storageunit), que aremos almacenamiento en la nube una tarjeta de memoria micro SD como copia de

sensor autónomo

Fritzing©, de tal manera que tres paneles solares (5V –

(6)

Rev. Bras. de Iniciação Científica (RBIC), Itapetininga, v. Edição Especial Universidade Federal da Integração Latino 0,5W) y utilizando los siguientes componentes

hall con capacidad hasta 30A; un divisor de tensión compuesto por dos resistores de 15M

para obtener medidas de tensión a escala y así poder alimentar el circuito; un sensor de

Temperatura NTC de 10k, un módulo de carga para dos baterías de Li

que alimentara el dispositivo; un conversor analógico digital

Wemos© solo posee una única entrada analógica y serán necesarias mínimo tres, una para

cada variable (corriente, tensión y temperatura); un

visualizar las lecturas directamente del dispositivo y poder comparar con las lecturas visualizadas por el aplicativo

RTC (Real Time Clock) Ds1307

medidos en momentos dond de 5V y 3V, y un MOSFET

respectivas conexiones entre estos componentes ser Figura 3

utilizando los siguientes componentes electrónicos: un sensor de corriente de con capacidad hasta 30A; un divisor de tensión compuesto por dos resistores de 15M para obtener medidas de tensión a escala y así poder alimentar el circuito; un sensor de

, un módulo de carga para dos baterías de Li-que alimentara el dispositivo; un conversor analógico digital ASD1115

solo posee una única entrada analógica y serán necesarias mínimo tres, una para cada variable (corriente, tensión y temperatura); un OLED display 128x64 0.96" I2C, para visualizar las lecturas directamente del dispositivo y poder comparar con las lecturas visualizadas por el aplicativoBlynk®; un módulo micro sdcarden conjunto con un

RTC (Real Time Clock) Ds1307, para obtener una copia de seguridad (backup

onde no haya disponibilidad de la red Wi-fi; reguladores de tensión

MOSFET con capacidad hasta 15A como interruptor del sistema. Las

respectivas conexiones entre estos componentes serán efectuadas conforme la Figura 3– Diagrama de conexiones del circuito eléctrico

Fuente: Autor.

214

sensor de corriente de efecto

con capacidad hasta 30A; un divisor de tensión compuesto por dos resistores de 15MΩ, para obtener medidas de tensión a escala y así poder alimentar el circuito; un sensor de -ion de 3.8V y 100mA

ASD1115, debido que la placa

solo posee una única entrada analógica y serán necesarias mínimo tres, una para 128x64 0.96" I2C, para visualizar las lecturas directamente del dispositivo y poder comparar con las lecturas en conjunto con un módulo

backup) de los valores reguladores de tensión

con capacidad hasta 15A como interruptor del sistema. Las án efectuadas conforme la figura 3.

(7)

Todos los componentes electrónicos bajo costo y fueron adquiridos a

haciendo que el proyecto sea viable financieramente.

Desarrollo del software

El desarrollo del software es diñado a partir de la lecturas de cada componente. Para ello

bibliotecas de cada sensor

pro.

La construcción del algoritmo, inicia co siguiendo con la lectura de

visualización en el OLED Display unloop para actualizar cada variables sean leídas al mis

Blink®.

Figura 4– Entorno de programación

Blink® es unaplataforma IoT (

para el control de sistemas desarrollados a partir de permitiendogestionarde forma remota variedad de

Todos los componentes electrónicos necesarios para el desarrollo del prototipo son de fueron adquiridos a través de internet con un valor total aproximado de

haciendo que el proyecto sea viable financieramente.

El desarrollo del software es diñado a partir de la IDE de Arduino© turas de cada componente. Para ello fue necesario la obtención de las

y componente compatibles conelmicroprocesador

La construcción del algoritmo, inicia con la declaración de las respectivas variables, lectura de los sensores de temperatura, corriente y tensión

OLED Display, así como el cálculo de la potencia del sistema, seguido por

tualizar cada 30 segundosla lectura de los datos. El código al mismo tiempo que sontransmitidasvía Wireless

Entorno de programación IDE Arduino© e interfaz Blink®

Fuente: Autor.

es unaplataforma IoT (Internet de las cosas) para Android® para el control de sistemas desarrollados a partir de Arduino©

iendogestionarde forma remota variedad de dispositivos program

215

necesarios para el desarrollo del prototipo son de

de internet con un valor total aproximado de R$200,

IDE de Arduino©, basándonos en las

fue necesario la obtención de las respectivas nelmicroprocesador Wemos D1 mini

declaración de las respectivas variables, temperatura, corriente y tensión, y su respectiva así como el cálculo de la potencia del sistema, seguido por código permite que las tidasvía Wireless hacia el aplicativo

Blink®.

Android® e iOSempleada Arduino© y Raspberry Pi©,

(8)

Rev. Bras. de Iniciação Científica (RBIC), Itapetininga, v. Edição Especial Universidade Federal da Integração Latino desde su interfaz gráfica

implementen funciones de control, como botones, controles deslizantes y teclas, insertarvisualizadores de datos

partes: la aplicación Blink®

Server, responsable de todas las comunicaciones entre el dispositivo móvil y el hardware

la posibilidad de utilizar tanto el servidor online o de instalar un servidor local propio, los cuales son basados en código abierto

específicas para cada hardware y sus variadas aplicaciones.

dependiendo la magnitud del proyecto es necesarios el uso de más widgets, los cuales deben adquirirse pagando un valor el cual es bastante accesible.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En primera instanci

para que sirviera como base para pruebas de concepto. Este primer circuito fue elaborado con los componentes que se muestran en la figura 5.

Figura 5

desde su interfaz gráfica. En cada proyecto, el usuario puede insertar widget implementen funciones de control, como botones, controles deslizantes y teclas, insertarvisualizadores de datos, gráficos y mapas. Básicamente Blink®

Blink® App, que sería la interfaz para los proyectos;

responsable de todas las comunicaciones entre el dispositivo móvil y el hardware la posibilidad de utilizar tanto el servidor online o de instalar un servidor local propio, los cuales son basados en código abierto (open source); y finalmente las librerías

específicas para cada hardware y sus variadas aplicaciones. El acceso a

dependiendo la magnitud del proyecto es necesarios el uso de más widgets, los cuales deben valor el cual es bastante accesible.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En primera instancia, fue construido parcialmente el prototipo de

base para pruebas de concepto. Este primer circuito fue elaborado con los componentes que se muestran en la figura 5.

Figura 5– Circuito parcialdel prototipo de sensor autónomo

Fuente: Autor.

216

. En cada proyecto, el usuario puede insertar widgets que

implementen funciones de control, como botones, controles deslizantes y teclas, así como

Blink®se compone de tres

proyectos;el servidor Blink® responsable de todas las comunicaciones entre el dispositivo móvil y el hardware, con la posibilidad de utilizar tanto el servidor online o de instalar un servidor local propio, los ); y finalmente las librerías Blink®, El acceso a Blink® es limitado, dependiendo la magnitud del proyecto es necesarios el uso de más widgets, los cuales deben

prototipo del sensor autónomo, base para pruebas de concepto. Este primer circuito fue elaborado con

(9)

Este circuito parcial se enfocó más en la lectura,

visualización de los datos, faltando únicamente la fuente propia de energía donde serían implementadas

que se realizaría empleando una

Las primeras pruebas a ser realizadas fueron las de comunicación inalámbrica (wireless) entre la placa Wemos©

exhibidos los datos de tensión (V), corriente (mA), y potencia (W)

solares, así como también la temperatura (°C) del local donde se realizó la prueba simultaneo fue realizado un control remoto on

sistema de manera instantánea. (Ver

Los resultados visualizados por el aplicativo fueron verificados con las lecturas de un multímetro digital disponible en el laboratorio

comparativos dondeVm e Im

Vs e Isindican las curvas de las lecturas de los sensores de tensión y corriente.

Figura 6– Gráficos de las lecturas de Tensión y Corriente del circuito vs multímetro digital

Percibimos que las curvas

0,497% para las lecturas de tensión y 11,513% para las lecturas de corriente

Este circuito parcial se enfocó más en la lectura, procesamiento, transmisión y visualización de los datos, faltando únicamente la fuente propia de energía

implementadas las baterías de Li-ion y la copia de seguridad de datos (backup) que se realizaría empleando una tarjeta de memoria micro SD.

Las primeras pruebas a ser realizadas fueron las de comunicación inalámbrica

exhibidos los datos de tensión (V), corriente (mA), y potencia (W) del conjunto de paneles , así como también la temperatura (°C) del local donde se realizó la prueba simultaneo fue realizado un control remoto on – offy fue posible visualizar las mudanzas del

e manera instantánea. (Ver figuras 7 y 8).

Los resultados visualizados por el aplicativo fueron verificados con las lecturas de un digital disponible en el laboratorio. En la figura 6 observamos do

Im indican las curvas de las lecturas tomadas con el multímetro, y

las curvas de las lecturas de los sensores de tensión y corriente.

Gráficos de las lecturas de Tensión y Corriente del circuito vs multímetro digital

Fuente: Autor.

Percibimos que las curvas fueron bastante aproximadas, con un error porcentual de para las lecturas de tensión y 11,513% para las lecturas de corriente

217

procesamiento, transmisión y

visualización de los datos, faltando únicamente la fuente propia de energía (powersource), y la copia de seguridad de datos (backup)

Las primeras pruebas a ser realizadas fueron las de comunicación inalámbrica A través del aplicativo fueron del conjunto de paneles , así como también la temperatura (°C) del local donde se realizó la prueba. En offy fue posible visualizar las mudanzas del

Los resultados visualizados por el aplicativo fueron verificados con las lecturas de un la figura 6 observamos dos gráficos tomadas con el multímetro, y las curvas de las lecturas de los sensores de tensión y corriente.

Gráficos de las lecturas de Tensión y Corriente del circuito vs multímetro digital

, con un error porcentual de para las lecturas de tensión y 11,513% para las lecturas de corriente.

(10)

Figura 7 – Visualización de las lecturas a través de la Interfaz Blynk®

Figura 8 – Visualización de las lecturas a través de la Interfaz Blynk®

CONCLUSIONES

El prototipo de sensor autónomo,

source) y herramientas IoT (

Actualmente el proyecto se encuentra entre la implementadoparcialmente el

Testes, donde fueron desarrolladas varias pruebas de comunicación inalámbrica (

Visualización de las lecturas a través de la Interfaz Blynk® (sistema OFF)

Fuente: Autor.

Visualización de las lecturas a través de la Interfaz Blynk® (sistema ON)

Fuente: Autor.

El prototipo de sensor autónomo, fue diseñado a partir de tecnologías abiertas ( ) y herramientas IoT (Internet of Things) debido a su practicidad y economía.

Actualmente el proyecto se encuentra entre la fase II:

implementadoparcialmente el circuito eléctrico del prototipo de sensor autónomo y la

estes, donde fueron desarrolladas varias pruebas de lecturas de los sensores y pruebas de comunicación inalámbrica (Wireless) entre la placa Wemos©D1 mini pro

218

(sistema OFF)

(sistema ON)

diseñado a partir de tecnologías abiertas (open ) debido a su practicidad y economía.

: Diseño, donde fue sensor autónomo y la fase III: lecturas de los sensores y pruebas de

(11)

Blynk®, cuyos resultados fueron exitosos, evidenciando así la viabilidad del moni

gestión del desempeño de un sistema de manera remota, vía

Futuramente realizaremos propuesto en la figura 3 y d

capacidad del prototipo de sensor autónomo

gridde uso residencial conformado por: ocho

serie;dosbaterías de 48Vdc con

59 VDC ydos inversores monofásicos de 3 kW y 220 VAC. Se espera también poder

las lecturas desde dos puntos estratégicos del sistema: después de los paneles solares y después de las baterías, conforme la

almacenamiento de la energía

A través de este trabajo podemos concluir que se hace necesario incorporar cada vez más nuevas tecnologías a los procesos de generación de energía,

más confiables, eficientes y autónomos.

Este prototipo de sensor autónomo gestión remota de otros diversos sistemas

dependiendo del tipo de variables que desean medirse.

, cuyos resultados fueron exitosos, evidenciando así la viabilidad del moni gestión del desempeño de un sistema de manera remota, vía Wi-fi.

Futuramente realizaremos la implementación completa del c

y dependiendo de los resultados obtenidos se espera poder ampliar del prototipo de sensor autónomo para su implementación

conformado por: ocho paneles solares de 150W y 12V conectados en de 48Vdc con capacidad de 160Ah, corriente 65A y tensión de salida de 52

monofásicos de 3 kW y 220 VAC. Se espera también poder

lecturas desde dos puntos estratégicos del sistema: después de los paneles solares y después de las baterías, conforme la figura9, para analizar también la eficiencia almacenamiento de la energía.

Figura 9– Diagrama de conexiones del circuito eléctrico

Fuente: VPSolar (modificada por el Autor).

A través de este trabajo podemos concluir que se hace necesario incorporar cada vez más nuevas tecnologías a los procesos de generación de energía, para así

y autónomos.

de sensor autónomo podría ser utilizado para el monitoramiento y gestión remota de otros diversos sistemas, solo basta cambiar los sensores y actuadores dependiendo del tipo de variables que desean medirse.

219

, cuyos resultados fueron exitosos, evidenciando así la viabilidad del monitoreo y

el circuito conforme fue ependiendo de los resultados obtenidos se espera poder ampliar la su implementación en un sistema off - 150W y 12V conectados en tensión de salida de 52-monofásicos de 3 kW y 220 VAC. Se espera también poder tomar lecturas desde dos puntos estratégicos del sistema: después de los paneles solares y , para analizar también la eficiencia del

Diagrama de conexiones del circuito eléctrico

A través de este trabajo podemos concluir que se hace necesario incorporar cada vez para así obtener resultados

ser utilizado para el monitoramiento y , solo basta cambiar los sensores y actuadores

(12)

Finalmente, concluimos que e

dispositivos autónomos se encaja dentro del concepto de la caracteriza, por un conjunto de tecnologías que pe

biológico, y se está tornando este tipo de tecnología para mercados.

REFERÉNCIAS

O.PerpiñánLamigueiro “ENERGÍA SOLAR Fotovoltaica”[Online]. https://oscarperpinan.github.io/esf/ESF.pdf.

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INDÚSTRIA 4.0, Agência Brasileira de Des http://www.industria40.gov.br/, [

Finalmente, concluimos que el diseño, fabricación e implementaci dispositivos autónomos se encaja dentro del concepto de la Industria 4.0

conjunto de tecnologías que permitenla fusión del mundo físico, digital y tornando objetivo principal de muchas industrias

este tipo de tecnología para así ser más eficientes y competitivas en

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