El funcionamiento de neurGAI

(euskaraz)

La aplicación que hemos desarrollado, neurGAI, es una aplicación para teléfonos ANDROID que mide el consumo eléctrico de forma instantánea y no intrusiva sin establecer contacto eléctrico con la red eléctrica mediante una sonda amperimétrica conectada a la entrada de auriculares y micrófono externo de nuestro teléfono.

Las medidas de consumo realizadas quedan registradas en un gráfico en la pantalla. La aplicación también muestra el coste acumulado de la electricidad consumida (término de energía activa, TEU) según diversas tarifas de facturación, bien las proporcionadas por una comercializadora libre (a introducir por el usuario o usuaria) o bien las tarifas PVPC (que se descargan automáticamente por la conexión de datos del móvil).

Las medidas realizadas se vuelcan a un archivo de datos (formato texto, “.csv”) en el almacenamiento del teléfono, que permiten al usuario o usuaria consultarlas posteriormente en una hoja de cálculo: momento de cada medida, potencia instantánea, tarifas consideradas, costes acumulados según cada tarifa… La aplicación también permite añadir anotaciones asociadas a las medidas realizadas, en las que el usuario o usuaria podrá, por ejemplo, apuntar los equipos que están siendo conectados/desconectados en ese momento, y que serán guardadas en el fichero de datos.

Instalando la aplicación neurGAI

La aplicación se instala mediante un archivo .apk. NeurGAI requiere al menos una API nivel 10, GINGERBREAD_MR1 (Android 2.3.3). El paquete apk está accesible en este enlace.

Por las razones que se explicarán más adelante (ver Las entrañas de neurGAI), el uso de nuestro teléfono móvil como medidor de consumos eléctricos requiere de su adecuada calibración. Este proceso de calibración se realizará cuando se arranque por primera vez la aplicación.

Este proceso de calibración es imprescindible porque la entrada de micrófono externo presenta diferentes características electrónicas en cada teléfono ANDROID. De hecho, puede darse la circunstancia de que nuestro teléfono ANDROID no sirva para realizar medidas.

Hemos comprobado que la calibración de neurGAI es adecuada en una gran cantidad de modelos SAMSUNG (Galaxy mini, Ace, mini 2, S2, Young NFC, GALAXY Nexus), LG (E610, Optimus), Xiaomi (MI 3W), JIAYU (JY-G4S), SONY (XPERIA M2), Huawei (Honor 3C), CUBOT (S222), ZOPO (ZP980), Alcatel (ONE TOUCH), LEAGOO (Lead 1), BQ (Aquaris 5.0).

En algunos modelos, sin embargo, nos ha resultado imposible calibrar neurGAI: DOOGEE DAGER, BQ Aquaris (algunos modelos), MOTOROLA MOTO G 2014.

Conforme vayamos calibrando más móviles, iremos completando la lista.

Este proceso de calibración se realizará cuando se entregue al usuario o usuaria la sonda amperimétrica, y lleva unos pocos minutos. A partir de ese momento, el teléfono-neurGAI quedará calibrado, y podrán realizarse medidas de consumo eléctrico.

Conectando la sonda amperimétrica a neurGAI y a la red

Una vez calibrado el teléfono, el siguiente paso consiste en colocar la sonda amperimétrica en posición de medida.

Nuestra vivienda dispondrá de una caja con el cuadro eléctrico, como el que se muestra en la imagen (a). En este cuadro encontraremos el interruptor general, los interruptores diferenciales y los interruptores magnetotérmicos. El contador estará colocado, seguramente, fuera del cuadro eléctrico y en el exterior de la vivienda, en un cuarto de contadores. Si el contador es inteligente, incluirá un Interruptor de Control de Potencia (ICP), que limita la máxima potencia eléctrica que podemos consumir en la vivienda.

El cuadro eléctrico presentará tres cables de entrada de sección gruesa, tal y como se muestra en la imagen (b). Uno de ellos será la toma de tierra del edificio, de color verde y amarillo. Los otros dos cables de sección gruesa (de colores negro y azul, por ejemplo) son los dos cables por los que entra y sale la corriente eléctrica a nuestra vivienda. Lo más habitual será que uno de los cables esté conectado a una de las fases del transformador de la compañía distribuidora, y el otro cable sea el neutro, conectado a tierra en el transformador (conexión de cargas en estrella). En algunas viviendas los dos cables pueden corresponder a dos fases del transformador (conexión de cargas en triángulo). En los dos casos, la diferencia de tensión entre los dos cables será una señal sinusoidal de 230×2 voltios de amplitud.

Deberemos colocar nuestra sonda amperimética, como la que se muestra en la imagen (c), abrazando cualquiera de los dos cables fase o neutro, ya que la corriente que circula por ellos es la misma, tal y como se muestra en la figura (d). Para colocar la sonda no es necesaria ninguna manipulación eléctrica de ningún cable de nuestro cuadro eléctrico. En todo caso, puede ser necesario retirar la tapa del cuadro eléctrico, soltando los tornillos correspondientes, para poder acceder a los cables. Solo se requiere tener espacio suficiente para poder introducir la sonda en torno al cable.

 Pantaila-argazkia 2015-03-26 16:39:19

La sonda amperimétrica consiste en un núcleo de material ferromagnético que, una vez se ha cerrado la sonda, rodea el cable por el que pasa la corriente eléctrica asociada a nuestro consumo. Dentro de la sonda amperimétrica hay otro pequeño bobinado en torno al núcleo ferromagnético. Por efecto del acoplamiento magnético, la corriente que entra a nuestra vivienda induce una pequeña corriente eléctrica en el pequeño bobinado de la sonda, proporcional a la corriente que entra a nuestra vivienda (ver la figura (e)).

sonda3

Esta corriente se cierra a través de una resistencia de 90 Ω, haciendo que en ella aparezca una pequeña diferencia de voltaje, de forma también sinusoidal, del orden de decenas de milivoltios de amplitud. El conector de 4 polos-3,5 mm de la sonda amperimétrica lo conectaremos a la entrada de micrófono externo de nuestro teléfono móvil. La aplicación neurGAI registra esta pequeña señal eléctrica, la procesa, y muestra los resultados en pantalla, al tiempo que los guarda en una base de datos en la memoria interna, para su posterior procesado.

neurGAI, por tanto, es un medidor de corriente eléctrica. En concreto, neurGAI mide la corriente instantánea eficaz que circula por el cable abrazado por la sonda amperimétrica. Para calcular la potencia aparente, la aplicación multiplica la corriente instantánea medida por la amplitud eficaz de la tensión de la red, es decir, 230 V.

Si deseamos medir con exactitud la potencia de consumo, que puede diferir ligeramente de los 230 V, necesitamos una segunda medida instantánea de la tensión de la red. Esta medida es implementada con un prototipo diferente al neurGAI-Android aquí presentado, y que se presenta en otro apartado.

Registrando medidas con neurGAI

Una vez hemos calibrado el sistema de medida, al arrancar la aplicación nos aparecerá la pantalla que se muestra en la figura (f). Junto al logo de neurGAI nos aparecerán cuatro iconos que dan acceso a los cuatro menús de control de la aplicación.

Pantaila-argazkia 2015-04-10 08:38:01

Si pulsamos en el reloj (imagen (g)), se desplegará una ventana con las opciones de temporización de las medidas. Cada medida de corriente eficaz se calcula a partir de 44.100 muestras de la señal eléctrica entregada por la sonda a lo largo de un segundo (la frecuencia de muestreo es, por tanto, de 44,1 kHz).

Este menú nos permite fijar la periodicidad de las medidas: desde cada 2 segundos, si deseamos monitorizar los consumos de forma continua, hasta cada 10 minutos. Dado que los consumos eléctricos no varían muy rápidamente, se puede espaciar en el tiempo el registro de medidas para reducir el consumo de la batería del móvil, y el tamaño del archivo de registro de datos. Esto será especialmente útil cuando registremos el perfil de consumo durante un largo periodo de tiempo: un día entero, una tarde-noche, etc.

El segundo menú (imagen (h)) despliega las opciones que controlan el ciclo del registro de medidas. NeurGAI, además de realizar medidas de consumo y monitorizar los resultados directamente en la pantalla, permite almacenar los resultados en un fichero que después estará accesible en el sistema de archivos del teléfono. Las opciones de control son tres:

  • icono PLAY. Continuar (o comenzar) con el registro de medidas.

  • icono STOP. Parar el registro de medidas.

  • icono BUCLE (reiniciar). Si el registro de medidas está en marcha, lo para; guarda todos los datos ya registrados en un fichero con el nombre “costes(hora del la medida).csv” en el directorio /neurGAI/registros/(fecha de la medida); deja la aplicación preparada para empezar a hacer medidas de nuevo, cuando el usuario vuelva a pulsar el icono PLAY.

Si pulsamos en el tercer icono (el bolígrafo, ver imagen (i)), se desplegará una nueva ventana en la que el usuario o usuaria podrá introducir un pequeño texto aclaratorio que quedará asociado en el registro de medidas a la siguiente medida que se realice. Estas notas pueden ser útiles, por ejemplo, para recordar los electrodomésticos que están en funcionamiento, se acaban de encender, o apagar. Toda esta información estará accesible en el fichero .csv antes mencionado.

Pantaila-argazkia 2015-04-10 08:38:35

El pulsado del cuarto icono (llave inglesa, ver imagen (j)) despliega una ventana con otras tres opciones:

  • Grabado de medidas complementarias (icono diskette). Se grabarán en el directorio /neurGAI/medidasComplementarias diversos ficheros con información de la señal proveniente de la sonda amperimétrica y medida por el teléfono móvil. Estos ficheros son:

    • (tiempoUnix)Muestras.csv – última señal medida por la aplicación (44.100 muestras, 1 segundo);

    • (tiempoUnix)DEP_Y.csv – densidad espectral de potencia de la señal medida;

    • (tiempoUnix)DEP_H.csv – respuesta frecuencial (valor cuadrado del módulo) de la etapa de entrada del micrófono externo del teléfono móvil;

    • (tiempoUnix)DEP_X.csv – densidad espectral de potencia de la señal medida, corregida la distorsión introducida por la etapa de entrada del micrófono externo.

  • Introducción de las tarifas de comercializadora libre (etiqueta con €, ver imagen (k)) que neurGAI utilizará para el cálculo de los costes del término de energía activa, TEU, asociados a las medidas de consumo registradas. En concreto, deberán introducirse 6 valores, en €/kWh. Una vez que estas tarifas han sido introducidas, se mantendrán guardadas en la aplicación hasta introducir unas nuevas. Las tarifas utilizadas por defecto por la aplicación son las de goiener, accesibles en este enlace.

    Esta opción del menú también nos permite introducir las emisiones de CO2 por kWh de electricidad consumida que la neurGAI toma en cuenta para calcular las emisiones asociadas al consumo eléctrico. Por defecto, las emisiones consideradas de 360 g CO2/kWh para los cálculos mostrados en la columna de la comercializadora de referencia PVPC, y de 0 g CO2/kWh para los cálculos mostrados en la columna de la comercializadora libre, que en el caso de GoiEner ofrece electricidad de origen renovable, y por tanto libre de emisiones directas de CO2.

  • Opción para cambiar el idioma (euskara/castellano/árabe).

Interpretando los datos de neurGAI

Una vez que se inicia el proceso de registro de medidas, la pantalla del móvil mostrará una imagen como la que se muestra en (l).

En la parte superior de la pantalla, justo debajo del icono de la aplicación y los botones de acceso a los menús, se muestra la última medida realizada de la potencia instantánea, en vatios (W).

En la parte inferior se muestra un gráfico con la evolución de las medidas realizadas. El eje vertical representa la potencia instantánea de las medidas realizadas, en kilovatios (kW). El eje horizontal representa el tiempo, medido en segundos a partir del instante en que se realizó la primera medida.

En el gráfico están marcados verticalmente los niveles de potencia asociados a los tramos de potencias normalizadas que pueden ser contratados con la comercializadora, a partir de 1,15 kW: 1,15 – 2,30 – 3,45 – 4,60 – 5,75 – 6,90 – 8,05 – 9,20. De esta forma, podremos identificar de una forma sencilla y directa el tramo de potencia normalizado que necesitamos tener contratado en nuestra vivienda, y así comprobar si puede resultar interesante reducirlo.

Entre el gráfico y el valor de la última medida de potencia instantánea realizada se muestra, en forma de tabla, una comparativa del coste económico del término de energía (TEU) asociado al perfil de consumo que se muestra en la gráfica.

En total se muestran seis costes acumulados. Se muestran los costes según las tres tarifas posibles (2.0A, 2.0DHA, 2.0 DHS) tanto en la oferta de Comercializadora de Referencia (tarifas PVPC) como en la oferta de Comercializadora Libre que el usuario o usuaria haya introducido en neurGAI.

En la última fila de la tabla se muestran las emisiones de CO2 asociadas al consumo eléctrico para las dos comercializadoras, de acuerdo con los niveles de emisión introducidos en el menú de tarifas.

Ciclo de vida de neurGAI

Si pulsamos el icono PLAY, neurGAI comienza a realizar medidas de forma periódica y guardarlas en el registro.

Si pulsamos el icono STOP, neurGAI detendrá la serie de medidas.

Si se pulsa nuevamente el icono PLAY (para continuar con las medidas), neurGAI comenzará nuevamente a realizar medidas de forma periódica. Las medidas se seguirán guardando en el registro. El algoritmo de cálculo de costes supondrá una potencia de consumo constante e igual a la de la siguiente medida para el periodo de tiempo transcurrido desde la medida anterior, incluido el tiempo en que neurGAI ha estado detenido.

Si en un momento dado matamos la aplicación (por ejemplo pulsando el botón atrás de Android), el registro de medidas queda almacenado. Cuando volvemos a arrancar la aplicación más tarde, el registro es recuperado y neurGAI seguirá realizando medidas en el mismo registro.

Al pulsar el icono BUCLE se detiene el proceso de medida y el registro de medidas se vuelca a un fichero .csv en el subdirectorio /neurGAI/Registros/(fecha).

Si movemos la aplicación a un segundo plano, de forma que desaparezca de la pantalla, neurGAI seguirá realizando medidas y guardándolas en el registro. Una vez vuelva a primer plano, se mostrará la gráfica completa con las medidas realizadas también en segundo plano, y los costes acumulados teniendo en cuenta también las medidas en segundo plano. Este procedimiento nos puede permitir utilizar nuestro teléfono móvil para otros usos mientras realiza las medidas de consumo, siempre y cuando no se requiera la entrada de micrófono.

Si se recibe una llamada mientras neurGAI está realizando medidas, la aplicación pasará a segundo plano y las medidas dejarán de realizarse. Esto se debe a que la respuesta a la llamada requerirá desconectar la sonda y hablar por el micrófono. Una vez terminada la llamada, se podrá volver a conectar la sonda, recuperar la aplicación en primer plano y pulsar el icono PLAY para continuar con las medidas. Para el cálculo de costes, neurGAI supondrá un consumo eléctrico mientras se gestionó la llamada igual al primer consumo medido cuando se reanudó el ciclo de medidas.

5 comentarios a El funcionamiento de neurGAI

  • Lourdes

    Hola,

    Yo tengo contratado el gas y la luz con EDP. Os paso sus tarifas de luz, yo ya las he cambiado en NeurGAI.

    Para potencia contratada 15 kW : EDP 3 – 0.139182, 0.114392 y 0.08338

  • Lourdes

    Como en el mensaje anterior no salió toda la información,…

    Para potencia contratada < 10kW: EDP 1 – 0,124667
    EDP 1DH – 0,148866 y 0,062109

  • Lourdes

    Para potencia contratada ente 10 y 15kW: EDP 2 – 0,151982
    EDP 2DH – 0,180051 y 0,075898

    Espero que ahoa sí que esté todo.

  • Imanol

    Creo que os interesará este otro proyecto:
    OpenEnergyMonitor is a project to develop open-source energy monitoring tools to help us relate to our use of energy, our energy systems and the challenge of sustainable energy.
    The OpenEnergyMonitor system is an end-to-end open-source energy monitoring system that is Arduino IDE compatible.

    • GORKA BUENO MENDIETA

      ¡Gracias por la información!
      Uno de los modelos de OpenEnergyMonitos es capaz de medir el factor de potencia (cosPHI) de la carga. Nosotros estamos desarroyando una versión de neurGAI que hace lo mismo; ¡a ver si la acabamos y volcamos la información al blog!

Deje una respuesta a Imanol

 

 

 

Puedes utilizar estos tags HTML

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Julio 2020
L M X J V S D
« May    
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031