DISPOSITIVO ELECTRÓNICO PARA EL CONTROL POTENCIAL DE ELECTRODOMÉSTICOS INTELIGENTES Y CONTROL DEL CONSUMO ELÉCTRICO DOMÉSTICO.

1. Dispositivo electrónico para el control potencial de electrodomésticos inteligentes y control del consumo eléctrico doméstico (1) caracterizado porque comprende:

- Una caja (2) con forma prismática-rectangular, adaptada (6) para montaje sobre carril DIN (17), de un tamaño suficiente para alojar en su interior la circuitería electrónica (3) que alberga.

- Un sistema de medida compuesto por un sensor de temperatura ambiente (29), un sensor de tensión eléctrica (28) y un grupo de sensores de intensidad de corriente eléctrica (4) con forma toroidal, no invasivos y dispuestos en forma de matriz lineal, además del cableado (12) asociado que une dichos sensores (13) a la caja (2) anteriormente citada.

- Un sistema de gestión, almacenamiento, transmisión de información y monitorización en un visualizador (7) integrado en el plano más sobresaliente de la cara frontal de la caja (2) del módulo principal (5).

2. Dispositivo electrónico para el control potencial de electrodomésticos inteligentes y control del consumo eléctrico doméstico (1), según reivindicación 1, caracterizado porque la caja (2) del módulo principal (5) puede instalarse en las siguientes posiciones:

- Hueco (19) reservado al Interruptor de Control de Potencia o ICP del CGMP, una vez la compañía suministradora de electricidad haya instalado el contador inteligente con la función de control de potencia, y se haya retirado el ICP.

- Hueco (20) reservado a dispositivos de mando y protección del CGMP de la instalación, siempre que haya espacio vacante suficiente para albergar la caja (2) del módulo principal (5) del dispositivo electrónico de control domótico y de control de consumo eléctrico (1).

- En el interior del Cuadro de Distribución de la instalación, junto al resto de dispositivos de maniobra y protección, siempre que haya espacio vacante suficiente para albergar la caja (2) del módulo principal (5) del dispositivo electrónico de control domótico y de control de consumo eléctrico (1).

3. Dispositivo electrónico para el control potencial de electrodomésticos inteligentes y control del consumo eléctrico doméstico (1), según reivindicación 1, caracterizado porque el número máximo de sensores de intensidad de corriente (13) es variable e igual al número de circuitos de la vivienda incrementado en 1.

4. Dispositivo electrónico para el control potencial de electrodomésticos inteligentes y control del consumo eléctrico doméstico (1), según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sistema de gestión, almacenamiento, monitorización y transmisión de información contiene una circuitería electrónica (3) con microcontroladores (31 y 32), circuito integrado RTC (33) o Real Time Clock (Reloj en Tiempo Real), memoria de almacenamiento tipo flash (34) accesible desde el exterior por una ranura (11) en el frontal de la caja (2), visualizador LCD (7), botones (8, 9 y 10), fuente de alimentación (35) y, si el número de señales analógicas (4, 28 y 29) es mayor que el número de entradas del microcontrolador 1 (31), puede contener uno o varios circuitos multiplexores (30).

DISPOSITIVO ELECTRÓNICO PARA EL CONTROL POTENCIAL DE ELECTRODOMÉSTICOS INTELIGENTES Y CONTROL DEL CONSUMO ELÉCTRICO DOMÉSTICO

OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un dispositivo electrónico a instalar, sobre carril DIN, en el interior de la envolvente del Cuadro General de Mando y Protección de la instalación eléctrica de una vivienda o local, que permite la medición y gestión de variables eléctricas para el control del consumo eléctrico, así como el control

potencial de electrodomésticos inteligentes una vez éstos se comercialicen.

El objeto de la invención es conseguir ampliar la funcionalidad de los Cuadros Generales de Mando y Protección para lograr extraer información relativa a consumos eléctricos totales y de cada uno de los circuitos de la vivienda o local 15 para autocontrolar el gasto, potenciar la eficiencia energética y el ahorro de emisiones de CO2, reducir la factura eléctrica, detectar posibles fraudes cometidos en la propia derivación individual y detectar posibles funcionamientos anómalos de los contadores eléctricos de la compañía comercializadora del suministro eléctrico. Otro de los objetivos es consolidarse como potencial elemento centralizador del

control domótico de electrodomésticos inteligentes que se instalen en un futuro próximo en los hogares.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En el mercado existen diversos tipos de medidores de consumo eléctrico doméstico 25 pero, básicamente, se pueden clasificar en 2 grupos:

- Individuales: Se componen de un medidor y un enchufe hembra y se utilizan para medir el gasto de un sólo aparato o bien de todos los que tengamos conectados a dicho enchufe. Un pequeño visualizador LCD muestra los

datos de consumo. Tienen importantes limitaciones en prestaciones aunque su precio es reducido.

- Inalámbricos. Miden el consumo total de toda la vivienda y disponen de dos partes diferenciadas: el sensor-transmisor, que se conecta en el Cuadro General de Mando y Protección, y el receptor-visualizador, que suele ser un

pantalla LCD conectada inalámbricamente con el transmisor que recibe información de las mediciones y muestra los datos de consumo. Poseen mejores prestaciones pero incorporan un aparato más a la colección de aparatos domésticos de los hogares además de tener un precio más elevado.

Ninguno de los dos tipos ha tenido un gran éxito en el mercado español, principalmente por la dificultad para integrarlos en envolventes preexistentes en el domicilio, y su presencia actual en los hogares españoles es residual.

Sin embargo, este dispositivo electrónico para control de electrodomésticos y de consumo doméstico, objeto del este modelo de utilidad, tiene muchas ventajas diferenciales que mejoran las prestaciones de los medidores de consumo domésticos comercializados: accesibilidad, facilidad de uso, precisión, integración perfecta en un elemento que ya existe en las viviendas y locales, medición de consumos no solo a nivel general sino también a nivel de circuitos gracias a la matriz de sensores, realización de auditorías energéticas, posibilidad de divulgación de datos a entidades públicas o privadas sin ánimo de lucro encargadas de diseñar planes de eficiencia energética, posibilidad de control y monitorización de electrodomésticos, etc.

Por otro lado, pese a la existencia de varios fabricantes que comercializan dispositivos industriales para la medición de energía, a instalar sobre carril DIN, ninguno ha planteado un dispositivo de control de consumo doméstico que integre aspectos relativos a control económico de consumo, emisiones de gases de efecto invernadero y control domótico de electrodomésticos inteligentes.

Como antecedente, también cabe reseñar la solicitud de patente formulada por el mismo autor de este modelo de utilidad, titulada “Cuadro eléctrico general de mando, protección y control de consumo”, con nº de solicitud P201231842, que plantea un cuadro eléctrico de prestaciones similares aunque con sustanciales diferencias, principalmente en el formato físico del dispositivo, presentación e instalación del grupo de sensores, acceso a la información del servidor remoto y en las comunicaciones inalámbricas entre dispositivos de la misma gama.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención es un dispositivo electrónico compuesto de una caja de material plástico para fijar en carril DIN, que contiene la circuitería electrónica de adquisición, gestión, almacenamiento, monitorización y transmisión de información.

Dicha caja está comunicada mediante un cableado apropiado con una matriz de sensores de intensidad de corriente eléctrica, de naturaleza no invasiva. La medición de parámetros se completa con la medición de la tensión de red y un sensor de temperatura.

El dispositivo de control irá alojado en el interior de la envolvente del Cuadro General de Mando y Protección (CGMP a partir de ahora) de la instalación eléctrica de la vivienda o local, y fijado al carril DIN de 35 mm estándar del citado Cuadro General.

La envolvente del dispositivo es una caja de material plástico, de características similares a las de las cajas de los dispositivos de mando y protección que se instalan en el CGMP o en cuadros de distribución eléctrica, pero de una anchura superior, como máximo equivalente a 5 ó 6 elementos.

La instalación del dispositivo de control se realizará:

- En el hueco reservado al Interruptor de Control de Potencia (ICP) , una vez éste sea innecesario y sea retirado del CGMP. Esto ocurrirá cuando la compañía eléctrica haya instalado el contador inteligente que ya incorpora la funcionalidad de control de potencia.

-En el espacio reservado para el resto de elementos de mando y protección (interruptor general automático, interruptor diferencial, pequeños interruptores automáticos, etc.) , si quedara espacio vacante suficiente para instalarlo.

Todos los componentes a instalar en el interior de la envolvente del CGMP van cubiertos con dos tapas atornilladas a la caja: una cubre el compartimento destinado al Interruptor de Control de Potencia (ICP) y la otra cubre el resto de la caja. Sólo son accesibles desde el exterior de las tapas, y a través de sendas ventanas, las partes accionables de los elementos de mando y protección, así como los tres botones de selección, el zócalo o ranura para la memoria flash de almacenamiento y el visualizador LCD del dispositivo electrónico para el control domótico y de consumo objeto del presente modelo de utilidad. La envolvente del CGMP queda rematada por un marco con puerta.

El sistema mide y almacena, para su posterior procesado, la temperatura ambiente,

la tensión entre fase y neutro y la intensidad de corriente eléctrica, tanto general como la de cada uno de los circuitos eléctricos de la vivienda. La medición se realiza de manera no invasiva con transductores toroidales de intensidad de corriente, aptos para la valoración de intensidades de corriente alterna en sistemas de medición y control, circuitos de protección, etc.

Entrando a analizar la circuitería electrónica, el microcontrolador 1 se encarga de muestrear y registrar temporalmente los valores de las señales analógicas provenientes de los transductores. Por regla general, al ser el número de señales analógicas superior a las entradas analógicas del microcontrolador 1, habrá que multiplexarlas. El microcontrolador 1 procesa los valores medidos de tensión e intensidad de corriente y genera valores de energía, factor de potencia (cos C) y valor en ? de dicha energía para un intervalo de tiempo determinado (generalmente 1 o 2 segundos) .

Posteriormente, esta información es almacenada, de manera más duradera (1 o 2 años) , en una tarjeta de memoria flash del tipo SD, micro SD o similar. Para organizar la información en la memoria en tiempo real, el microcontrolador 1 se apoya en un RTC, iniciales de Real Time Clock o reloj en tiempo real, que no es otra cosa que el reloj de un ordenador embebido en un circuito integrado que mantiene la hora actual.

La información almacenada se envía al microcontrolador 2 que gestiona y muestra, en una visualizador de cristal líquido o LCD, las pantallas prefijadas que el usuario haya seleccionado en cada instante. Dicho visualizador irá en la cara frontal de la caja, en la parte más sobresaliente de la misma, de forma que pueda visualizarse con las tapas atornilladas, con el marco del Cuadro General atornillado y la puerta del mismo abierta o bien cerrada siempre que ésta sea transparente.

Las pantallas que muestra el visualizador se seleccionan con la ayuda de 3 35 botones.

El microcontrolador...

1. Dispositivo electrónico para el control potencial de electrodomésticos inteligentes y control del consumo eléctrico doméstico (1) caracterizado porque 5 comprende:

- Una caja (2) con forma prismática-rectangular, adaptada (6) para montaje sobre carril DIN (17) , de un tamaño suficiente para alojar en su interior la circuitería electrónica (3) que alberga.

- Un sistema de medida compuesto por un sensor de temperatura ambiente

(29) , un sensor de tensión eléctrica (28) y un grupo de sensores de intensidad de corriente eléctrica (4) con forma toroidal, no invasivos y dispuestos en forma de matriz lineal, además del cableado (12) asociado que une dichos sensores (13) a la caja (2) anteriormente citada.

- Un sistema de gestión, almacenamiento, transmisión de información y

monitorización en un visualizador (7) integrado en el plano más sobresaliente de la cara frontal de la caja (2) del módulo principal (5) .

2. Dispositivo electrónico para el control potencial de electrodomésticos inteligentes y control del consumo eléctrico doméstico (1) , según reivindicación 1,

caracterizado porque la caja (2) del módulo principal (5) puede instalarse en las siguientes posiciones:

- Hueco (19) reservado al Interruptor de Control de Potencia o ICP del CGMP, una vez la compañía suministradora de electricidad haya instalado el contador inteligente con la función de control de potencia, y se haya retirado

el ICP.

- Hueco (20) reservado a dispositivos de mando y protección del CGMP de la instalación, siempre que haya espacio vacante suficiente para albergar la caja (2) del módulo principal (5) del dispositivo electrónico de control domótico y de control de consumo eléctrico (1) .

-En el interior del Cuadro de Distribución de la instalación, junto al resto de dispositivos de maniobra y protección, siempre que haya espacio vacante suficiente para albergar la caja (2) del módulo principal (5) del dispositivo electrónico de control domótico y de control de consumo eléctrico (1) .

3. Dispositivo electrónico para el control potencial de electrodomésticos inteligentes y control del consumo eléctrico doméstico (1) , según reivindicación 1, caracterizado porque el número máximo de sensores de intensidad de corriente (13) es variable e igual al número de circuitos de la vivienda incrementado en 1.

4. Dispositivo electrónico para el control potencial de electrodomésticos inteligentes y control del consumo eléctrico doméstico (1) , según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sistema de gestión, almacenamiento, monitorización y transmisión de información contiene una circuitería electrónica (3) con microcontroladores (31 y 32) , circuito integrado RTC (33) o Real Time Clock (Reloj en Tiempo Real) , memoria de almacenamiento tipo flash (34) accesible desde el exterior por una ranura (11) en el frontal de la caja (2) , visualizador LCD (7) , botones (8, 9 y 10) , fuente de alimentación (35) y, si el número de señales analógicas (4, 28 y 29) es mayor que el número de entradas del microcontrolador 1 (31) , puede contener uno o varios circuitos multiplexores (30) .

3

+

=

+

1

FIG. 1

FIG. 2

FIG. 3

FIG. 4

FIG. 5

FIG. 7

FIG. 8

9 8 13

12

18

27

FIG. 9

FIG. 10

52 54

53 55

FIG. 11

FIG. 12