Protector y ahorrador de energía

La mayoría de los electrodomésticos y equipos eléctricos en general suelen utilizar la red eléctrica AC, pero esta tiene algunos problemas que se evidencian en algunas zonas más que otras.

Inestabilidades, subidas y bajadas de tensión, picos, armónicos y desfasamiento son entre otras las más comunes. Todos estos problemas pueden causar que nuestros electrodomésticos funcionen de forma errática, o peor aún que fallen de forma permanente.

La mayoría de equipos electrónicos actuales poseen una fuente del tipo “universal” es decir, que pueden funcionar en un rango amplio de voltajes, que van desde los 90vac hasta unos 240vac.

 Pero otros equipos no toleran estos cambios súbitos de voltaje y podrían dañarse.

Para mitigar este problema existen los llamados protectores de voltaje, los cuales “vigilan” que el voltaje de la red eléctrica AC se encuentre en niveles óptimos, para que el equipo eléctrico o electrónico conectado a  él, no sufra daños por cambios bruscos de voltaje.

Estos protectores de voltaje suelen utilizar amplificadores operacionales, un montón de resistencias y otros componentes pasivos. Además utilizan fuentes capacitivas sin aislamiento galvánico, ni fusibles… lo que puede terminar en un incendio con consecuencias terribles.

¡He aquí! un protector diseñado en base a un microcontrolador PIC 12f1822, con un hardware sencillo y que utiliza una pequeña fuente conmutada, fusibles, control remoto  y que además nos puede ayudar en el ahorro de energía eléctrica en nuestros hogares.

En la siguiente imagen se puede ver el diagrama esquemático:

En la imagen podemos ver un divisor resistivo formado por las resistencias R1 y R2, estas reducen el voltaje AC a un nivel manejable por el microcontrolador PIC 12F1822. Además a este voltaje AC, le agregamos un offset de 2.5vdc proporcionado por otro divisor resistivo compuesto por R3 y R4.

El offset de 2.5vdc permite que el PIC pueda tomar valores máximos y mínimos del voltaje AC por medio del muestreo a través del conversor análogo a digital.

Con esto tenemos el valor RMS del voltaje de la línea AC y podremos comparar sus valores y así determinar si se encuentran en valores adecuados para la carga. Si esto no ocurre, el PIC  apagara la carga por medio del relé.

Para medir la corriente se hace uso  de un módulo muy conocido, como lo es el ACS712 que puede medir corrientes alternas y directas de hasta 5 amperios. Nuevamente muestreamos la corriente AC desde el módulo de corriente  AC712, por medio del conversor análogo a digital del microcontrolador PIC 12F1822. Teniendo los valores de voltaje y corriente, será muy fácil tomar decisiones desde el firmware del PIC y hasta podemos obtener la potencia consumida por los equipos conectados, simplemente multiplicando ambos valores.

El circuito se alimenta desde un adaptador de voltaje de 12v 1A, y se regula a 5v a través del LM7805 y sus componentes asociados con excepción del relé que debe ser alimentado con 12v.

Ahorrador de energía.

 

Antes debo explicar que la mayoría de equipos electrónicos actuales no se apagan, sino más bien entran en una condición llamada Stand by (en espera). Esta condición de “apagado” implica que los equipos electrónicos continúan consumiendo energía.

Este “consumo fantasma” de los equipos electrónicos, puede ser de varios vatios según el equipo en cuestión. En promedio puede ser de unos 3 a 5 vatios hora, pero he visto equipos “antiguos” que consumen más que eso… unos 8 a 15 vatios.

El protector y ahorrador de energía con el PIC 12F1822 detectara cuando el equipo conectado a él, entre en Stand by y después de 5 segundos lo desconectara de la red eléctrica AC por medio del relé.

Y quizás usted se pregunte:

Pero el protector y ahorrador de energía también es un equipo electrónico y también consume energía… ¿entonces dónde está el ahorro?

La respuesta es que obviamente consume energía… pero muy poca. Le presento un caso real; el mío.

Actualmente utilizo este circuito y pude comprobar que en Stand by consume 1.1W y encendido consume 1.8W. Lo tengo conectado a los siguientes equipos con sus respectivos consumos en Stand by:

- TV LCD = 3.5W

- Modem de TV = 4.9W

- Android TV BOX = 2.3W

En total tenemos un consumo en Stand by de 10.7W de estos equipos, pero debemos descontar el consumo del protector y ahorrador de energía, que sería de 1.1W + 1.8W = 2.9W. Si restamos 10.7W – 2.9W  nos dará el ahorro real que tendremos que es = 7.8W.

En mi caso la factura de la energía eléctrica descendió unos 3 dólares en promedio al mes, no es mucho pero a largo plazo se convierte en un buen ahorro.

 

¿Y cuándo todo está apagado como vuelvo a utilizar los equipos?

Para energizar nuevamente los equipos conectados al protector y ahorrador de energía, simplemente se presiona “cualquier” botón desde cualquier control remoto, por unos 3 segundos y todo se reactivara nuevamente.

El led del circuito parpadeara según el rango de voltajes medidos. Si todo está bien, el led tendrá una intermitencia de unos 150mS; si el voltaje es bajo la intermitencia será de unos 500ms y si el voltaje es alto parpadeara a unos 80ms.

Si no se enciende ningún equipo antes de 15 segundos, entonces el protector desconectara todo otra vez.

Ver en video:

NOTA: este artículo se actualizara con nuevo contenido según avance el proyecto.