¿Cómo funcionan los dispositivos que miden la energía consumida? Por ejemplo, los de los reguladores/cargadores solares que muestran cuántos Ah entraron en la batería y cuántos se apagaron.
¿Simplemente miden la corriente, por ejemplo, cada segundo y un microprocesador suma constantemente las mediciones, suponiendo que la corriente 0,5 s antes y después de cada medición es la misma que cuando toman la medición actual, o tienen una forma de medir realmente? ¿Cuánta energía pasó, sin referirse a tal aproximación posiblemente inexacta?
No se requiere una MCU para realizar este tipo de medición. El STC3100 es un simple contador de culombios con interfaz I2C que mide el estado de carga de una batería. Funciona integrando la corriente medida dentro/fuera de la batería a lo largo del tiempo y proporcionando el resultado en una forma que el procesador puede leer.
He usado este dispositivo en un par de productos y encuentro los resultados mejores de lo que hubiera pensado teniendo en cuenta las grandes variaciones en la corriente de carga que se pueden ver, en mi caso la corriente de carga varía en al menos 4 órdenes de magnitud. Los errores debidos al muestreo de la corriente variable parecen cancelarse con el tiempo.
Ah se mediría con un contador de coulomb, básicamente lo que dijiste, midiendo la corriente e integrándola numéricamente con el tiempo.
En cuanto a los kWh, puede medir la corriente y el voltaje, multiplicarlos para obtener la potencia y, luego, integrarlos numéricamente con el tiempo para obtener los kWh.
El vatímetro mecánico es esencialmente un motor con devanados de detección de voltaje y corriente. La velocidad del motor es proporcional a la multiplicación del voltaje por la corriente. En caso de que la multiplicación dé un resultado negativo, el motor girará hacia atrás.
En la práctica, sí, una MCU realizará mediciones individuales de corriente y voltaje y asumirá un promedio durante el período de tiempo.
Dependiendo de la frecuencia de las mediciones y de cómo se filtren los voltajes antes de digitalizar, obtendrá algo muy, muy cercano a la verdad.
El consumo de energía de CC es bastante simple, como han dicho otros. Muestrea el voltaje y la corriente a intervalos regulares, interpola e integra para el consumo total de energía.
Los medidores de potencia de CA como Kill-A-Watt tienen que hacer un poco más, porque con sistemas de CA
current * voltage != powerpara cargas reactivas.
Básicamente, lo que el dispositivo tiene que hacer es muestrear a una frecuencia mucho más alta que la portadora de CA durante un corto período de tiempo e integrar el producto voltage * currentdurante ese período. Esto permite que el dispositivo tenga en cuenta cualquier diferencia de fase entre la corriente y el voltaje.
El proyecto Tweet-a-Watt tiene más información, aunque no es un gran ejemplo, ya que están muestreando a una frecuencia demasiado lenta para obtener resultados muy precisos.
La energía consumida por las cargas o aparatos eléctricos se puede medir con el medidor de energía de tipo Inducción. El principio básico que rige el funcionamiento del medidor de energía es el mismo que el del vatímetro (instrumentos de medición de potencia), excepto que en un medidor de energía se usa un mecanismo de conteo o registro que da cuenta del intervalo de tiempo durante el cual se usa el medidor, i. e, potencia integrada sobre un
tiempo que da la energía consumida. En el medidor de energía tenemos un disco de aluminio giratorio que gira debido al par que se ejerce sobre él (el par se produce debido a la interacción entre el flujo y la corriente de Foucault inducida en el disco). El par de rotación es proporcional a la potencia consumida, Para tener una velocidad de rotación constante se instala un imán de freno que permite que el disco gire con una velocidad constante y directamente proporcional a la potencia consumida. Dado que se utiliza un mecanismo de registro (que consta de engranajes y disposición de piñones y cremalleras), que da integral de Pdt, i. e la energía consumida que es igual al número total de revoluciones (integral de No. de revoluciones × dt). Por lo tanto, conociendo el número de revoluciones y la constante de energía del medidor, podemos calcular la energía consumida.
toby jaffey