Diseño e Implementación de un sistema de medición de volumen basado en un sensor ultrasónico con monitoreo y control desde un smartphone

La domótica realiza la automatización de manera integral de las instalaciones, específicamente eléctricas de casas habitación y edificios. La domótica comenzó a desarrollarse en los años 70, cuando aparecieron los primeros dispositivos automáticos usados en edificios.. Años posteriores surgió el interés por crear la “casa ideal”. Es por eso que se desea implementar un programa para monitorear la cantidad de agua en un tanque o tinaco por medio de un Smartphone; primero para usar la tecnología que encamina a la “casa ideal” y por otro lado debido a que con la escases de agua que se tiene hoy en día, se deben tomar medidas para evitar el desperdicio y hacer un mejor uso del rendimiento de este vital líquido. Se dará a conocer algunos trabajos relacionados a la domótica como lo menciona (Álvarez, 2013) que hace referencia a un sensor PING que detecta objetos mediante la emisión de una ráfaga ultrasónica y luego escucha el eco que regresa para, de esta forma, medir la distancia en la que se encuentra, otro ejemplo lo describe (Huerta, et. al, 2010) que obtiene el volumen de líquidos utilizando el sensor de ultrasonido, o como lo describe (Lozano et. al, 2009) donde hay un sistema de lectura automática de medidores de consumo de agua con tecnología Bluetooth. Esta tesis se estructura de la siguiente manera: Primero se presenta el planteamiento del problema. Posteriormente damos una breve explicación de los conceptos que giran entorno de la domótica así como otros conceptos base como microcontroladores, tipos de sensores, etc. los trabajos relacionados a nuestra solución. Se explica la metodología que se ha seguido para el desarrollo del proyecto. Se muestran algunos ejemplos; para finalmente exponer las conclusiones y trabajos futuros.La presente tesis desarrollada consiste en el diseño e implementación de un sistema de control y monitoreo del nivel de agua de un contenedor por medio de dispositivos móviles, utilizando el protocolo de comunicación inalámbrica Bluetooth. El monitoreo se realiza mediante un sensor ultrasónico conectado a un Bluetooth que se enlaza al Smartphone para enviar la información, se presentan los resultados obtenidos por el sistema construido

Diseño e Implementación de la Medición Inalámbrica de Potencia y Energía Eléctrica en la Sub Estación de la FICP de la UANCV - Juliaca

La presente tesis, contiene el resultado de la investigación efectuada para diseñar e implementar un sistema de monitoreo y control inalámbrico de potencia y energía eléctrica de la subestación de distribución de la Facultad de Ingenierías y Ciencias Puras de la Universidad Andina Néstor Cáceres Velásquez. Se presenta un estudio referido a las ventajas que se empleó en estos tipos de sistemas de medición inalámbrica, se muestra varios métodos que realizando un diagnóstico de técnica y económica de medición es de mayor confiabilidad , como también que ya se pude adquirir en el mercado libre optamos por el medidor ELSTER A1800. Donde el medidor nos permite acceder a mejoras de comunicación de transferencia de información como también que tenga la facilidad de rango de temperatura de buen funcionamiento para esta zona. Analizando y diseñando el proceso de comunicación del equipo se procede a instalar, con personal capacitado, cumpliendo las cinco reglas de electricidad viendo el diagrama de conexión del medidor teniendo en cuenta las características y sugerencias para realizar una buena instalación. Finalizando la instalación, cumplimos con las pruebas correspondientes para constatar si en realidad está en un buen funcionamiento, verificando la potencia y energía eléctrica, se muestran las tensiones por cada fase donde ya no podemos ir a medir que tensión está circulando por cada fase, así mismo se puede mostrar el consumo excesivo de potencia reactiva, Donde constatamos que el sistema de medición inalámbrica es más importante y eficiente para la toma de datos de consumo de energía eléctrica en una sub estación de distribución.Tesi

Automation of a house for the consumption of electrical energy according to the contracted tariff

[ES] Simulación de un sistema de control automático de los electrodomésticos de una vivienda en función de su consumo de energía eléctrica y según la tarifa contratada. Con esta implementación se logra que el consumo de la energía eléctrica sea en los periodos en los que el coste de la energía es más bajo obteniendo un ahorro económico, además de garantizar todas las ventajas que nos aporta la domótica en el hogar: seguridad, confort, ahorro energético, mejora de las comunicaciones y la accesibilidad. Este sistema es posible implementarlo en las viviendas cuyas tarifas sean o PVPC o tarifas indexadas, es decir, para aquellas cuyo precio de la energía eléctrica varíe cada hora del día. La implementación seleccionada para llevar a cabo este sistema de control combina el uso y la programación de una placa de Arduino UNO Wifi REV.2 con los de enchufes inteligentes, consiguiendo controlar el funcionamiento de los electrodomésticos y programándolos en las horas más económicas del día. Este sistema puede ser aplicado solamente para un grupo de electrodomésticos en función de sus características y su funcionamiento, pero para aquellos electrodomésticos que no pueden ser automatizados con este sistema se propone la solución de conectarlos solamente con los enchufes inteligentes y de este modo poder controlarlos desde una simple aplicación móvil de forma manual. También existe la opción de que, si la vivienda dispone de electrodomésticos inteligentes que funcionen mediante conexión Wifi, conectarlos de forma inalámbrica directamente con la placa de Arduino sin ser necesario el uso de los enchufes inteligentes. Para llevar a cabo la programación de los electrodomésticos será posible hacerlo de forma automática desde un servidor PC o de forma manual con una aplicación desde un dispositivo móvil. La inversión necesaria para llevar a cabo este sistema de control es muy pequeña y con al ahorro obtenido será recuperada en aproximadamente 6 años. Gracias al cálculo del TIR y el VAN ha sido posible asegurar que este sistema de control es viable, por lo que podemos garantizar que con la implementación de esta automatización de los electrodomésticos de la vivienda obtendremos múltiples ventajas tanto a corto como a largo plazo.[EN] Simulation of an automatic control system of the appliances of a home according to its consumption of electrical energy and according to the contracted tariff. With this implementation is achieved that the consumption of electrical energy is in the periods in which the cost of energy is lower obtaining an economic saving, in addition to ensuring all the advantages that home automation provides: safety, comfort, energy savings, improved communications and accessibility. This system can be implemented in homes whose rates are either PVPC or indexed rates, that is, for those whose electricity price varies every hour of the day. The implementation selected to carry out this control system combines the use and programming of an Arduino UNO Wi-Fi REV.2 board with those of smart plugs, getting control of the operation of appliances and programming them in the most economical hours of the day. This system can be applied only for a group of appliances depending on their characteristics and their operation, but for those appliances that cannot be automated with this system the solution is proposed to connect them only with smart plugs and thus be able to control them from a simple mobile application manually. There is also the option that, if the home has smart appliances that work through Wi-Fi, connect them wirelessly directly to the Arduino board without the use of smart plugs. To carry out the programming of appliances it will be possible to do it automatically from a PC server or manually with an application from a mobile device. The investment needed to carry out this control system is very small and with the savings obtained will be recovered in approximately 6 years. Thanks to the calculation of the IRR and the NPV it has been possible to ensure that this control system is viable, so we can guarantee that with the implementation of this automation of household appliances we will obtain multiple advantages both in the short and long term

Diseño de una red de comunicaciones para la medición y control del consumo de agua potable en tiempo real para la parroquia Yaruquíes perteneciente a la ciudad de Riobamba.

El objetivo del trabajo de titulación fue diseñar una red de comunicaciones para la medición y control del consumo de agua potable en tiempo real para la parroquia Yaruquíes perteneciente a la ciudad de Riobamba. Para el diseño de la red se investigó sobre la tecnología existente, factores y dispositivos que se ajusten a los requerimientos de la red, realizando una simulación de la misma, que permitió verificar la factibilidad de implementar un prototipo de la red. Consta de tres etapas: medición de consumo de agua potable, transmisión de datos, control y monitorización en tiempo real, para lo cual se implementó un medidor inteligente partiendo del medidor tradicional incorporándole un sensor de efecto hall y un módulo Wi-Fi ESP8266, que por medio de comunicación inalámbrica a través del punto de acceso (AP) publica los datos hacia el servidor Broker MQTT que es el intermediario de la comunicación. Se trabajó con el paquete de desarrollo Delphi Starter para crear una Interfaz Gráfica de Usuario donde se visualiza el consumo en tiempo real y el gestor de base de datos MySQL que almacena la información. La eficiencia de la red se determinó mediante simulaciones y pruebas reales con respecto a la conectividad, donde el dispositivo de medición presenta errores de lectura de 0.06 litros, cobertura máxima de -80 dBm y ancho banda mayor a 900 Kbps para una conexión estable con el AP, el tiempo de transmisión y control de datos en toda la red no debe ser mayor a 2s. Se concluye que la red de comunicación implementada junto con el medidor inteligente, mejora tiempos y procesos de operación, con relación a la lectura convencional. Se recomienda que para que los medidores inteligentes no pierdan conexión a la red se implementen enrutadores inalámbricos adicionales, en especial en zonas donde la intensidad de señal sea más baja.The aim of the degree work was to design a communications network for the measurement and control of drinking water consumption in real time for the parish of Yaruquies belonging to the city of Riobamba. For the design of the network, the existing technology, factors, and devices that adjust to the requirements of the network were investigated, performing a simulation of the same, which allowed verifying the feasibility of implementing a prototype of the network. It consists of three stages: drinking water consumption measurement, data transmission, real-time monitoring control, for which an intelligent meter was implemented starting from the traditional meter incorporating a hall effect sensor and a Wi-Fi module ESP8266, which through wireless communication through the access point (AP) it publishes the data to the Broker MQTT server that is the intermediary of the communication. We worked with the Delphi Starter development package to create a User Graph interface where the consumption in real time is visualized and the MySQL database manager that stores the information. The efficiency of the network was determined by simulations and real tests with respect to connectivity, where the measurement device has reading errors of 0.06 liters, maximum coverage of 80 dBm and a bandwidth greater than 900 Kbps for a stable connection with the AP, the time of transmission and control of data throughout the network should not be greater than 2s. It is concluded that the communication network implemented together with the smart meter improves times and operation processes, in relation to conventional reading. It is recommended that for the smart meters, no connection to the network be lost, additional wireless routers should be implemented, especially in areas where the signal strength is lower

Prototipo de un sistema de telemetría para la medición de agua potable residencial utilizando la tecnología LoRa y el protocolo LoRaWAN

Desarrollar un prototipo basado en un sistema de telemetría para detectar los comportamientos anómalos remotamente y de esta manera contribuir a la disminución de pérdidas de agua potable a nivel residencial, así implementar la tecnología LoRa y el protocolo LoRaWAN para la adquisición de información del medidor de agua residencial de manera inalámbrica así mismo implementar una plataforma capaz de brindarle a los usuarios la visualización y el acceso a los datos recopilados

Propuesta de aplicación “medición del consumo de agua domiciliaria” utilizando tecnología inalámbrica ZIGBEE

Este artículo presenta la introducción y una propuesta de aplicación a la tecnología inalámbrica ZigBee, que a pesar de sus grandes beneficios es poco conocida. Esta tecnología maneja velocidades de transmisión entre 20 y 250 Kbps, funcionando en la banda sin licencia de 2,4 GHz, para enlaces cuyo alcance supera los 50 metros. La aplicación pretende automatizar el sistema de medición del consumo de agua a nivel residencial, proceso que en la actualidad se realiza de modo manual

Estudio técnico y económico sobre la implementación de un sistema de monitoreo del consumo en juntas de agua.

The technological project focused on addressing challenges faced by water councils in Ecuador due to the hand-measurement of water consumption through the implementation of an automatic monitoring system which leads to inefficiencies in terms of time and economic resources, as well as the inclusion of errors. In order to overcome this issue, several objectives have been set aiming to optimize the measurement process and complementarly the billing system. The current hand measurement process has been thoroughly analyzed, and a prototype of a smart meter based on Internet of Things (IoT) and Long-Range Communication (LoRa) technologies has been designed and constructed. The technical and economic feasibility of implementing the automatic monitoring system has also been evaluated. In this project, Waterfall methodology has been followed, which has a sequential and linear project management approach. This structured method has guided the development of this technological proposal from the definition of requirements, design, implementation, until verification or testing. In order to analyze results, work was conducted within the "San Antonio de Aláquez" water council. The most prominent findings from this case study indicate that the maximum transmission distance using LoRa technology is approximately 10 km. Furthermore, the maximum error found in the smart meter was ±1.70%. From an economic point of view and taking into account some considerations, the Return on Investment (ROI) is 54.7% which demonstrates technologically and economically that implementing this technological solution in the water council analyzed is feasibleEl proyecto tecnológico se enfocó en resolver los desafíos que enfrentan las juntas de agua de Ecuador debido a la medición manual del consumo de agua mediante la implementación de un sistema de monitoreo automático. La toma manual de lecturas conlleva a ineficiencias en términos de tiempo y recursos económicos, así como la inclusión de errores. Para abordar esta problemática, se han planteado objetivos que buscan optimizar la medición y complementariamente la facturación. Se ha analizado en detalle el proceso de medición manual actual, también se ha diseñado y construido un prototipo de medidor inteligente basado en Internet of Things (IoT) y tecnologías de comunicación de largo alcance (LoRa); así también se ha evaluado la viabilidad técnica y económica de la implementación del sistema automático de monitoreo. En este proyecto se ha seguido la metodología Waterfall que tiene un enfoque de gestión de proyectos secuencial y lineal. Este método estructurado ha guiado el desarrollo de esta propuesta tecnológica desde la definición de requisitos, diseño, implementación, y verificación o testeo. Para el análisis de resultados se trabajó en la junta administradora de agua potable "San Antonio de Aláquez". Los resultados que más sobresalen de este caso de estudio indican que la distancia máxima de transmisión utilizando tecnología LoRa es de aproximadamente 10 km; además, el máximo error encontrado del medidor inteligente fue de ±1,70%. Desde el punto de visto económico y bajo ciertas consideraciones se ha determinado que el Retorno de la Inversión (ROI) es del 54,7%; lo cual demuestra técnica y económicamente que la implementación de esta solución tecnológica en la junta de agua analizada si es factible