Implementación de un sistema inteligente de medición de consumo eléctrico residencial mediante home Assistant

Abstract

Este trabajo describe la creación de un sistema de medición de consumo eléctrico inalámbrico mediante Home Assistant. Se emplearon siete tecnologías de comunicación para evaluar la eficiencia en la transmisión de potencia. Además, se diseñaron dispositivos capaces de medir en tiempo real variables eléctricas como voltaje, corriente, frecuencia, y potencia activa, reactiva, y aparente, así como el factor de potencia. Estos dispositivos también pueden controlar cargas y forman una red de sensores que miden temperatura, humedad, luz ambiental, y niveles de humo, gas, y ruido. A través de la red local de Home Assistant, se pueden visualizar y controlar las mediciones y cargas conectadas. Los componentes seleccionados cumplen con los estándares eléctricos para asegurar la compatibilidad con los electrodomésticos, soportando hasta 15 A a 125VAC 60 Hz. La elección de tecnologías de comunicación se basó en las normativas ecuatorianas de frecuencias. Los resultados mostraron un error de medición de energía de solo 0.12% con un factor de potencia de 1, aumentando a 4.51% con un factor de 0.5. Entre las tecnologías de comunicación, LoRa destacó por su óptima relación calidad-precio, logrando una cobertura de hasta 100 metros en interiores, superando a Zigbee por 40 metros. Mediante Home Assistant, se desarrollaron automatizaciones que incluyen alarmas para situaciones como la desconexión de un nodo, y la detección de humo o gas. También se estableció el control automático de las cargas basado en diferentes intervalos del día, destinado a minimizar el consumo energético en modo stand-by.