PROYECTO DE TITULACIÓNrepositorio.ug.edu.ec/bitstream/redug/27082/1/B... · 1. Identificación del...

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS

COMPUTACIONALES

DESARROLLO DE SISTEMA WEB DE MONITOREO ENERGÉTICO Y

CONTROL DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS, DE BAJO COSTO PARA

APLICACIONES PYMES CON UN PROTOTIPO DEL

CONTROLADOR REALIZADO EN ARDUINO

PROYECTO DE TITULACIÓN

Previa a la obtención del Título de:

INGENIERO EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

AUTOR(ES):

GUSTAVO ADOLFO NOBOA FRANCO

JEGNNER PAUL VALVERDE MEJÍA

TUTOR:

ING. JUAN SÁNCHEZ HOLGUÍN, M.Sc.

GUAYAQUIL – ECUADOR 2018

III

APROBACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del trabajo de titulación, “DESARROLLO DE

SISTEMA WEB DE MONITOREO ENERGÉTICO Y CONTROL DE

CIRCUITOS ELÉCTRICOS, DE BAJO COSTO PARA APLICACIONES

PYMES CON UN PROTOTIPO DEL CONTROLADOR REALIZADO EN

ARDUINO” elaborado por el SR. JEGNNER PAUL VALVERDE MEJÍA y el

SR. GUSTAVO ADOLFO NOBOA FRANCO, Alumnos no titulados de la

Carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales, Facultad de

Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil, previo a

la obtención del Título de Ingeniero en Sistemas, me permito declarar que

luego de haber orientado, estudiado y revisado, la Apruebo en todas sus

partes.

Atentamente

___________________________

Ing. JUAN SÁNCHEZ HOLGUÍN, M.Sc.

TUTOR

IV

DEDICATORIA

A mis padres por ser el pilar fundamental en todo lo que soy, en toda mi educación, tanto académica, como de la vida, por su incondicional apoyo perfectamente mantenido a través del tiempo. Todo este trabajo ha sido posible gracias a ellos.

Jegnner Paul Valverde Mejía

Dedico a toda mi familia en especial a mis padres por la ayuda que se me ha brindado que con la ayuda de Dios se he salido adelante y mi ser más especial que Dios me dio que es mi hija.

Gustavo Adolfo Noboa Franco

V

AGRADECIMIENTO

A mi esposa, porque querer es poder, y atrás de todo buen hombre hay una buena mujer, me alegra que seas mi apoyo en todo momento, y sencillamente hoy me toca a mí agradecerte todas las cosas buenas que has hecho por mí, porque simplemente me has aportado cosas gracias tu genialidad, intelecto y amor incondicional. A José, Adrián y a Stefy por el gran apoyo y motivación para cumplir la meta propuesta.

Jegnner Paul Valverde Mejía

A mi familia que con su ayuda he salido a delante en la época de estudiante y siempre inculcándome el estudio, con su ayuda he podido salir con la excelencia en el estudio.


VI

TRIBUNAL PROYECTO DE TITULACIÓN

Ing. Eduardo Santos Baquerizo, M.Gs.

DECANO DE LA FACULTAD CIENCIAS MATEMÁTICAS Y

FÍSICAS

Ing. José Alonso Anguizaca, M.Sc

PROFESOR REVISOR DEL ÁREA TRIBUNAL

Ing. Abel Alarcón Salvatierra, M.Sc.

DIRECTOR DE LA CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS

COMPUTACIONALES

Ing. Cesar Espín Riofrio, M.Sc. PROFESOR REVISOR DEL

ÁREA TRIBUNAL

Ing. Juan Sánchez Holguín, M.Sc. PROFESOR TUTOR DEL PROYECTO

DE TITULACIÓN

Ab. Juan Chávez Atocha, Esp. SECRETARIO

VII

DECLARACIÓN EXPRESA

“La responsabilidad del contenido de este

Proyecto de Titulación, me corresponden

exclusivamente; y el patrimonio intelectual

de la misma a la UNIVERSIDAD DE

GUAYAQUIL”

___________________________ Jegnner Paul Valverde Mejía

___________________________


VIII



CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES


CONTROL DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS, DE BAJO COSTO

PARA APLICACIONES PYMES CON UN PROTOTIPO

DEL CONTROLADOR REALIZADO EN ARDUINO

Proyecto de Titulación que se presenta como requisito para optar por el

título de INGENIERO EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

Autor(es): Jegnner Paul Valverde Mejía C.I. 0924897499


C.I. 1205424201

Tutor: Ing. Juan Sánchez Holguín, M.Sc.

Guayaquil, Marzo del 2018

IX

CERTIFICADO DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR

En mi calidad de Tutor del proyecto de titulación, nombrado por el

Consejo Directivo de la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la

Universidad de Guayaquil.

CERTIFICO:

Que he analizado el Proyecto de Titulación presentado por

los estudiantes JEGNNER PAUL VALVERDE MEJÍA y GUSTAVO

ADOLFO NOBOA FRANCO, como requisito previo para optar por el título

de Ingeniero en Sistemas Computacionales cuyo problema es:



APLICACIONES PYMES CON UN PROTOTIPO DEL CONTROLADOR

REALIZADO EN ARDUINO.

Considero aprobado el trabajo en su totalidad.

Presentado por:

Jegnner Paul Valverde Mejía C.I. 0924897499 Gustavo Adolfo Noboa Franco C.I. 1205424201


Guayaquil, Marzo del 2018

X

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS


Autorización para Publicación de Proyecto de Titulación en Formato Digital 1. Identificación del Proyecto de Titulación Nombre Alumno: Jegnner Paul Valverde Mejía

Dirección: Sauces 4 Manzana 367 Villa 6

Teléfono: 0993208482 E-mail: [email protected]

Nombre Alumno: Gustavo Adolfo Noboa Franco

Dirección: Pedro Carbo y Juan X. Marcos (Babahoyo)

Teléfono: 0988278523 E-mail: [email protected]

Facultad: Ciencias Matemáticas y Físicas

Carrera: Ingeniería en Sistemas Computacionales

Proyecto de titulación al que opta: Ingeniero En Sistemas Computacionales

Profesor tutor: Ing. Juan Sánchez Holguín, M.Sc.

Título del Proyecto de titulación: Desarrollo de sistema web de monitoreo energético y control de circuitos eléctricos, de bajo costo para aplicaciones Pymes con un prototipo del controlador realizado en Arduino.

Tema del Proyecto de Titulación: Automatización, Hardware, Software, Monitoreo, Control, Arduino.

2. Autorización de Publicación de Versión Electrónica del Proyecto de Titulación A través de este medio autorizo a la Biblioteca de la Universidad de Guayaquil y a la Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas a publicar la versión electrónica de este Proyecto de titulación. Publicación electrónica:

Inmediata X Después de 1 año

_______________________ _________________________ Jegnner Paul Valverde Mejía Gustavo Adolfo Noboa Franco

XI

3. Forma de envío: El texto del proyecto de titulación debe ser enviado en formato Word, como archivo .Doc. O .RTF y .Puf para PC. Las imágenes que la acompañen pueden ser: .gif, .jpg o .TIFF.

DVDROM X CDROM

XII

ÍNDICE GENERAL

CERTIFICADO DE APROBACIÓN DEL TUTOR ................................................. III

DEDICATORIA ....................................................................................................... IV

AGRADECIMIENTO ............................................................................................... V

ÍNDICE GENERAL ................................................................................................ XII

ÍNDICE DE CUADROS ......................................................................................XVIII

ÍNDICE DE GRÁFICOS .......................................................................................XIX

RESUMEN ...........................................................................................................XXI

ABSTRACT .........................................................................................................XXII

INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1

CAPÍTULO I: EL PROBLEMA ............................................................................... 3

Ubicación del Problema en un Contexto ................................................................ 3

Situación - Conflicto - Nudos Críticos ..................................................................... 3

Causas y Consecuencias del Problema ................................................................. 4

Delimitación del Problema ...................................................................................... 4

Formulación del Problema ...................................................................................... 5

Evaluación del Problema ........................................................................................ 6

Objetivos ................................................................................................................. 7

Objetivo General ..................................................................................................... 7

Objetivos Específicos .............................................................................................. 7

Alcances del Problema ........................................................................................... 7

Justificación e Importancia...................................................................................... 9

Metodología del Proyecto ....................................................................................... 9

CAPÍTULO II: MARCO TEÓRICO ....................................................................... 12

Antecedentes del Estudio ..................................................................................... 12

Fundamentación Teórica ...................................................................................... 16

Aplicaciones Web .............................................................................................. 18

Ventajas de desarrollar Aplicaciones Web ........................................................ 19

Capa Eléctrica ................................................................................................... 21

XIII

Instalaciones Básicas 110V Y 220V .................................................................. 21

Parámetros de Consumo ..................................................................................... 22

Capa Electrónica ............................................................................................... 24

Microcontroladores ............................................................................................... 24

Arduino ................................................................................................................... 25

Arduino Mega 2560 .............................................................................................. 29

Arduino Ethernet Shield W5100 ......................................................................... 31

Energy Monitoring Shield V2 ............................................................................... 34

Bus SPI .................................................................................................................. 35

Sensores ................................................................................................................ 36

Sensor YHDC SCT-030-000 ............................................................................... 37

Actuadores ............................................................................................................. 39

Relés ...................................................................................................................... 39

Módulo de Relés ................................................................................................... 40

Amperímetro Fluke 322 ....................................................................................... 41

Herramientas de Desarrollo .............................................................................. 42

Arduino IDE ........................................................................................................... 42

SQL Server 2008 Express R2 ............................................................................. 43

Visual Studio 2010 ................................................................................................ 44

HTML ...................................................................................................................... 45

ASP.NET ................................................................................................................ 45

Servidor web IIS .................................................................................................... 46

Fundamentación Legal ......................................................................................... 47

Preguntas Científica a Contestarse ...................................................................... 54

Definiciones Conceptuales ................................................................................... 54

CAPÍTULO III: PROPUESTA TECNOLÓGICA ................................................... 57

Análisis de factibilidad ........................................................................................... 58

Factibilidad Operacional ................................................................................... 58

Factibilidad técnica............................................................................................ 59

Factibilidad Legal .............................................................................................. 60

Factibilidad Económica ..................................................................................... 60

Etapas de la metodología del proyecto ................................................................ 62

Definición de roles ............................................................................................. 63

XIV

Lista de Objetivos .............................................................................................. 63

Planificación de Sprints ..................................................................................... 66

Sprint 1 ................................................................................................................... 66

Lista de objetivos Sprint 1 ................................................................................... 66

Desarrollo Sprint 1 ................................................................................................ 68

Sprint 2 ................................................................................................................... 76



Sprint 3 ................................................................................................................... 86



Cronograma de Actividades ............................................................................. 91

Entregables del proyecto ...................................................................................... 91

Criterios de Validación de la Propuesta ............................................................... 92

Población y Muestra.......................................................................................... 94

Encuestas .......................................................................................................... 95

Experimentación ............................................................................................. 106

CAPÍTULO IV: Criterios de aceptación del producto o Servicio ................. 108

Informe de aceptación y aprobación para productos de Software/ Hardware .. 108

Informe de aseguramiento de la calidad para productos de Software/ Hardware

............................................................................................................................. 110

Conclusiones ....................................................................................................... 112

Recomendaciones .............................................................................................. 112

BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................. 114

ANEXOS ............................................................................................................. 117

ANEXO 1. Cronograma .................................................................................. 118

ANEXO 2. Modelo entidad relación de la base de datos ............................... 119

ANEXO 3. Diseño de estructura para prototipo ............................................. 120

ANEXO 4. Diagrama unifilar del prototipo ...................................................... 123

ANEXO 4. Formulario de encuesta ................................................................ 124

ANEXO 6. Cuadros de experimentación ........................................................ 125

ANEXO 7. Reportes de consumo de energía ................................................ 130

ANEXO 8. Reportes de consumo de energía ................................................ 134

XV

ANEXO 9. Manual de usuario ......................................................................... 136

ANEXO 10. Manual técnico ............................................................................ 146

ANEXO 11. Entrevistas a profesionales ......................................................... 157

XVI

ABREVIATURAS

ABP Aprendizaje Basado en Problemas UG Universidad de Guayaquil FTP Archivos de Transferencia g.l. Grados de Libertad Html Lenguaje de Marca de salida de Hyper Texto http Protocolo de transferencia de Hyper Texto Ing. Ingeniero CC.MM.FF Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas ISP Proveedor de Servicio de Internet Mtra. Maestra Msc. Master URL Localizador de Fuente Uniforme www world wide web (red mundial) kWh Kilovatio-hora FCMF Facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas BD Base de datos ASP Active server pages DYI Do it yourself EP Empresa pública CNEL Corporación nacional de electricidad IoT Internet of things SPI Serial Peripheral interface PoE Power over Ethernet Vcc Voltaje de corriente continua Gnd Tierra RMS Root mean square

XVII

SIMBOLOGÍA

s Desviación estándar e Error E Espacio muestral E(Y) Esperanza matemática de la v.a. y s Estimador de la desviación estándar e Exponencial I Intensidad de corriente eléctrica P Potencia de corriente eléctrica E Energía eléctrica consumida

XVIII

ÍNDICE DE CUADROS

Cuadro N. 1: Matriz de causas y consecuencias ................................................... 4

Cuadro N. 2: Matriz de delimitación del problema ................................................. 5

Cuadro N. 3: Matriz de Especificaciones técnicas de Arduino MEGA ................ 30

Cuadro N. 4: Matriz de distribución de pines SPI de Arduino MEGA .................. 31

Cuadro N. 5: Matriz de Especificaciones técnicas de Arduino Ethernet Shield .. 33

Cuadro N. 6: Cuadro de inversión humana .......................................................... 61

Cuadro N. 7: Cuadro de inversión de hardware ................................................... 61

Cuadro N. 8: Cuadro de inversión de software .................................................... 61

Cuadro N. 9: Cuadro de inversión resumen de costos ........................................ 62

Cuadro N. 10: Lista de gestión de requerimientos. (Product Backlog) ................ 63

Cuadro N. 11: Lista de objetivos Sprint 1 ............................................................. 66



Cuadro N. 14: Cronograma general de actividades ............................................. 91

Cuadro N. 15: Respuesta de la Pregunta No. 1 ................................................... 96




Cuadro N. 19: Respuesta de la Pregunta No. 5 ................................................. 100





Cuadro N. 24: Respuesta de la Pregunta No. 10 ............................................... 105

Cuadro N. 25: Cuadro de porcentaje de error de lecturas ................................. 106

Cuadro N. 26: Informe de aceptación y aprobación ........................................... 109

Cuadro N. 27: Informe de aseguramiento de la calidad .................................... 111

XIX

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Gráfico No. 1: Esquema básico de una aplicación web ....................................... 19

Gráfico No. 2: Instalación básica de 110V ........................................................... 21

Gráfico No. 3: Instalación básica de 220V ........................................................... 22

Gráfico No. 4: Microcontrolador Atmel AVR 8-bit ................................................. 24

Gráfico No. 5: Inicios de la placa Arduino ............................................................ 25

Gráfico No. 6: Arduino MEGA ............................................................................... 29

Gráfico No. 7: Placa Arduino Ethernet Shield ...................................................... 32

Gráfico No. 8: ACM ARD Energy Monitoring Shield V2 ....................................... 34

Gráfico No. 9: Comunicación SPI ......................................................................... 36

Gráfico No. 10: Sensores Arduino ........................................................................ 37

Gráfico No. 11: Sensor YHDC SCT-030-000 ....................................................... 37

Gráfico No. 12: Datos técnicos sensor SCT-030-000 .......................................... 38

Gráfico No. 13: Actuadores Arduino ..................................................................... 39

Gráfico No. 14: Componentes de un Relé ........................................................... 40

Gráfico No. 15: Módulo de dos relés .................................................................... 40

Gráfico No. 16: Amperímetro Fluke ...................................................................... 41

Gráfico No. 17: Entorno de desarrollo Arduino IDE ............................................. 42

Gráfico No. 18: Microsoft SQL Server .................................................................. 43

Gráfico No. 19: Microsoft Visual Studio ................................................................ 44

Gráfico No. 20: Diagrama de funcionamiento de la herramienta ......................... 68

Gráfico No. 21: Esquema operativo general ........................................................ 69

Gráfico No. 22: Flujo del esquema operativo general .......................................... 71

Gráfico No. 23: Esquema de diseño del prototipo ............................................... 72

Gráfico No. 24: Página de menú de actividad ...................................................... 75

Gráfico No. 25: Página de menú de control ......................................................... 76

Gráfico No. 26: Diseño de estructura para prototipo ............................................ 78

Gráfico No. 27: Fórmula factor de calibración ...................................................... 79

Gráfico No. 28: Fórmula resistencia de carga ideal ............................................. 79

Gráfico No. 29: Fórmula corriente de pico secundaria......................................... 80

Gráfico No. 30: Fórmula corriente de pico máxima .............................................. 80

XX

Gráfico No. 31: Resolución de Factor de calibración ........................................... 81

Gráfico No. 32: Prototipo Terminado .................................................................... 82

Gráfico No. 33: Página de menú de configuración .............................................. 83

Gráfico No. 34: Ejemplo de reporte de corriente .................................................. 84

Gráfico No. 35: Fórmula de potencia .................................................................... 84

Gráfico No. 36: Ejemplo de reporte de potencia .................................................. 85

Gráfico No. 37: Fórmula de consumo de Energía ................................................ 85

Gráfico No. 38: Ejemplo de reporte de energía.................................................... 86

Gráfico No. 39: Página de Inicio de sesión .......................................................... 88

Gráfico No. 40: Conexión de los sensores SCT-030-000 .................................... 89

Gráfico No. 41: Conexión de circuitos a relés del prototipo ................................. 89

Gráfico No. 42: Prototipo operativo ...................................................................... 90

Gráfico No. 43: Fórmula de la muestra ................................................................ 94

Gráfico No. 44: Desarrollo de fórmula de la muestra ........................................... 94

Gráfico No. 45: Pregunta No. 1 ............................................................................ 96




Gráfico No. 49: Pregunta No. 5 .......................................................................... 100





Gráfico No. 54: Pregunta No. 10 ........................................................................ 105

Gráfico No. 55: Fórmula de porcentaje de error................................................. 106

Gráfico No. 56: Resultado de validación técnica y funcional ............................. 110

XXI


FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS CARRERA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES


CONTROL DE CIRCUITOS ELÉCTRICOS, DE BAJO COSTO

PARA APLICACIONES PYMES CON UN PROTOTIPO

DEL CONTROLADOR REALIZADO EN ARDUINO

Resumen

La tecnología es un proceso de crecimiento de gran magnitud que viene del pasado hasta la actualidad y es una herramienta fundamental para la sociedad. Los avances tecnológicos en el mundo del automatismo, hacen que se involucre en solucionar los problemas o mejorar procesos existentes en el ámbito de la eficiencia energética. El siguiente proyecto consiste, en la búsqueda de solucionar el problema que ocasiona la falta de control de consumo de energía eléctrica en empresas Pymes. Por esta razón ha nacido la necesidad de realizar investigación, planificación y desarrollo un prototipo y una aplicación web, los cuales permiten realizar censo de la carga de energía en el circuito eléctrico, que permitirá tener un monitoreo constante y control de dos circuitos eléctricos de la red eléctrica. El prototipo va a monitorear y controlar circuitos eléctricos de áreas específicas, trabajando en conjunto con la aplicación web tendremos la información almacenada que se mostrará en gráficos y tablas según la selección del usuario, lo que facilitará el análisis de consumos eléctricos, para con esto lograr tener un impacto en ahorro económico de consumo de energía. Palabras claves: Automatismo, Arduino, medición, eficiencia, energía, control, circuitos, Software, hardware, aplicaciones web.

Autor(es): Jegnner Paul Valverde Mejía, Gustavo Noboa Franco


XXII

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS


DEVELOPMENT OF THE WEB SYSTEM FOR THE MONITORING OF ENERGY

AND THE CONTROL OF LOW COST ELECTRICAL CIRCUITS FOR SMALL

APPLICATIONS WITH A PROTOTYPE OF THE

CONTROLLER DEVELOPED IN ARDUINO.

Abstract Technology is a process of growth of great magnitude that comes from the past to the present and is a fundamental tool for society. The technological advances in the world of automation make it be involved in solving problems or improving existing processes in the field of energy efficiency. The next project consists in the search for solving the problem that causes the lack of control of electricity consumption in SMEs. For this reason, the need to conduct research, plan, and develop a prototype and a web application has been born, which allows to carry out a census of the energy load in the electric circuit, which will allow constant monitoring and control of two electrical circuits of the electrical network. The prototype will monitor and control electrical circuits of specific areas and by working along with the web application, we will have the stored information that will be displayed in graphs and tables according to the user's selection, which will facilitate the analysis of electrical consumption in order to achieve an impact on economic savings of energy consumption. Key words: Automation, Arduino, measurement, efficiency, energy, control,

circuits, Software, hardware, web applications.

Author(s): Jegnner Paul Valverde Mejía,

Gustavo Noboa Franco


1

INTRODUCCIÓN

En un mundo que se mueve cada vez más veloz en busca de generar sus

productos y/o servicios de la manera más eficiente, nos vemos motivados a

generar herramientas tecnológicas que nos faciliten el modo de lograrlo con

menores costos y reduciendo la afectación al medio ambiente. Un factor

importante dentro de las empresas que afecta a estos dos puntos de ahorro es el

consumo eléctrico.

La eficiencia energética ha tenido varios nombres desde la década de los 70

tales como “cuidar la energía”, “salvar la energía”, “conservación de la energía”

entre otros. Aproximadamente en el año 2010, año en el que comenzó a

aumentar a nivel mundial el interés por la eficiencia energética. Cada día se la

reconoce más como un recurso confiable, debido a este aumento de interés

global y a que en nuestro país también se ha visto interesado en la eficiencia

energética en la industria, hemos propuesto una solución de monitoreo

energético considerando que el primer paso para eficiencia energética es tener

datos reales de consumo energético, con el fin de llevar este interés a las

empresas Pymes.

Actualmente existen herramientas que brindan beneficios de medición, análisis,

monitoreo, etc. del consumo energético, pero estas herramientas poseen

elevados costos. Lastimosamente solo las grandes empresas se pueden ver

beneficiadas por éstas, dejando a las empresas Pymes aisladas de este entorno

optimizado, viéndose forzadas a realizar sus mediciones de manera manual,

ocasionando en la mayoría de los casos que éstas sean imprecisas o a no ser

eficientes energéticamente.

Proponemos a lo largo de este documento una herramienta tecnológica

innovadora de bajo costo, donde desarrollaremos una aplicación web con

software libre y un controlador con base Arduino, lo que nos permitirá realizar un

sistema de monitoreo de eficiencia energética, de esta manera lo que buscamos

es crear una política de ahorro energético, apuntando a las empresas Pymes.

2

Con la herramienta mencionada anteriormente podemos observar que, con la

ayuda de la toma de datos de consumo de energía eléctrica de los circuitos

eléctricos podemos realizar análisis diarios, semanadas o mensuales. Con estos

datos se facilita el análisis de consumo de energía eléctrica a los usuarios.

Capítulo I, Se puede observar principalmente el planeamiento del problema; en

el que se identifica la ubicación del problema, los motivos de origen, el cual se

determina las causas y consecuencias. Se establecen los objetivos, alcances e

importancias del proyecto con la metodología respectiva.

Capitulo II, Se va a encontrar los estudios que se ha realizado en base de los

sistemas, requerimientos y las teorías, en las cuales nos hemos basado para el

desarrollo de la propuesta. De igual modo, se encuentran las normas legales que

fundamentan al proyecto de tesis.

Capitulo III, Se evalúa la factibilidad de la presente respuesta, basado en los

siguientes aspectos: Operativo, Técnico, Legal y Económico. Se describe las

etapas de la metodología seleccionada y se especifican la información que se

entregan del proyecto planteado.

Capitulo IV, Al final quedan establecidos todos los criterios de aceptación del

producto, como las conclusiones y recomendaciones de la propuesta del

desarrollo de tesis.

3

CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Ubicación del Problema en un Contexto

Pese a que la tendencia mundial actual es la eficiencia ecológica y cuidado del

medio ambiente, no se le ha prestado la debida importancia al control del

consumo eléctrico a nivel mundial, generando un grave problema tanto ambiental

como económico. En nuestro país actualmente solo se cuenta con una lectura

global del medidor análogo/digital de la empresa eléctrica local, la misma que

para ser analizada, debe ser tomada de manera manual, imprecisa y también

recae en un análisis engorroso. Esto se convierte en un claro desafío para el

administrador, lo que imposibilita tener un análisis profundo para poder detectar

las áreas estratégicas en donde realizar correctivos de altos consumos

energéticos.

Los elevados costos de hardware y software para monitorear y controlar energía

eléctrica, imposibilitan a las empresas Pymes la adquisición, implementación y

mantenimiento de este tipo de tecnología de ahorro. Esto es causa de

desmotivación hacia el mercado antes señalado e inclusive de las grandes

empresas. Tampoco hay mucha concientización referente al tema de eficiencia y

energías renovables, haciéndolo poco relevante ante la sociedad. Todos estos

aspectos son los que ocasionan que la iniciativa para el emprendimiento de

estos proyectos sea nula.

Situación - Conflicto - Nudos Críticos

El conflicto surge con los elevados consumos energéticos por la falta de control

de los mismos, afectando la economía con el incremento de valores de este

rubro y por otro lado ocasionando la inmensa afectación climática. Se trata de

reducir el impacto ambiental, a la vez se pretende disminuir costos en la

producción de las empresas tipo Pymes.

4

El alto costo de las soluciones comerciales de hardware y software para

automatismo y control, limitan a las empresas tipo Pymes a su implementación y

mantenimiento. Esta limitante económica lo que ocasiona es que el mercado

prefiera continuar con su operaciones regulares sin estos sistemas de

automatismo que permitan analizar costos o consumos de energía eléctrica.

Causas y Consecuencias del Problema

Cuadro N. 1 Matriz de causas y consecuencias

Causas Consecuencias El desconocimiento sobre herramientas tecnológicas de control y monitoreo.

La falta de control de energía eléctrica en áreas donde podría haber altos consumos.

La falta de información sobre el impacto del consumo de energía eléctrica en Pymes.

Gastos/costos innecesarios que afectan los costos de funcionamiento y/o producción.

El alto costo de las herramientas comerciales de automatismo y control.

No uso de herramientas informáticas para llevar un control eficaz de consumo de energía eléctrica.

Posible daño en el medidor de energía eléctrica público.

Tener un consumo elevado sin la capacidad de constatar esa información.

Posibilidad de no tener redes de circuitos eléctricos en óptimas condiciones.

Aumento del consumo (Pérdida) de corriente eléctrica.

Equipos (Eléctricos/Electrónicos) en mal estado.

Consumo errático de energía eléctrica.

Circuitos de iluminación externa encendidos en el día por falta de control.

Gasto innecesario de energía eléctrica.

Elaboración: Jegnner Valverde Mejía y Gustavo Noboa Franco.

Fuente: Obtenido de datos de la investigación.

Delimitación del Problema

Con el desarrollo de un prototipo de bajo costo que automatice los circuitos

eléctricos, se pretende solucionar el problema de la falta de monitoreo de

consumo eléctrico a la que se ven expuestas las empresas Pymes por los

elevados costos de los productos que hay en el mercado destinados a esta

tarea. Con un buen control y monitoreo de los consumos eléctricos, se puede

5

lograr bajar los costos en este rubro, generando así un ahorro en la empresa

Pyme, que es el sector hacia donde está destinada la solución propuesta. Otro

problema al que también aporta este proyecto es a la afectación climática, ya

que al bajar los consumos de energía generamos menos impacto ambiental.

Cuadro N. 2 Matriz de delimitación del problema

Campo Empresas Pymes.

Área Robótica

Aspecto Monitoreo Energético y Control de Circuitos Eléctricos Tema Desarrollo de sistema web de monitoreo energético y

control de circuitos eléctricos, de bajo costo para aplicaciones Pymes con un prototipo del controlador realizado en Arduino.



Formulación del Problema

¿Cómo influye la falta de monitoreo y control de consumo de energía eléctrica en

el alto consumo y costos de los mismos?

Debido a los altos costos de hardware y software que existen en el mercado

diseñados para controlar y monitorear los consumos de energía eléctrica,

poblaciones tales como empresas Pymes, se ven en la necesidad de prescindir

de éstos y limitarse a realizar sus mediciones de manera manual, volviéndose

imprecisa, generando altos consumos energéticos y costos elevados en el rubro

eléctrico. En el mercado existe tecnología que controla consumos eléctricos,

pero son de costos elevados.

Para mitigar este problema, se requiere del desarrollo de un prototipo capaz de

realizar controles, mediciones y análisis de consumo energético, que sea capaz

de almacenar toda esta información en una base de datos, permitiéndole así al

administrador acceso a revisión, evaluación y elaboración de estadísticas

comparativas para distribuir de mejor manera éste recurso según la necesidad

del bien inmueble sujeto a medición y control. Al realizar estos controles y

6

mediciones por medio de este tipo de dispositivos, se determinará con exactitud

dónde hubo mayor consumo dentro de la edificación, datos que no podríamos

obtener si las mediciones se realizarán de manera manual.

Evaluación del Problema

Se presentarán las características que posee la problemática planteada:

Claro: El proyecto del monitoreo energético, con el módulo de control de

circuitos eléctricos, es claro porque está redactado de forma precisa y se

comprende el objetivo.

Evidente: Es evidente que es necesario un monitoreo de energía eléctrica ya

que el impacto con el costo de funcionamiento y/o producción puede ser

reducido a niveles óptimos haciendo que esto sea una ganancia y no una

perdida.

Relevante: La solución es relevante para la empresa tipo Pymes, ya que el

proyecto de tesis está orientado al ahorro de energía y eliminación de gastos

innecesarios lo cual en la actualidad es tendencia mundial de eficiencia

energética y optimización de recursos.

Original: Es un nuevo enfoque ya que en el país ninguna empresa Pymes

cuenta con este tipo de tecnología debido a que las pocas herramientas

existentes, por sus altos costos sólo están orientadas a las grandes empresas.

Contextual: En todas las universidades locales se están desarrollando

proyectos tecnológicos basados en automatismo y nosotros no somos la

excepción, evolucionando la tecnología en el área del automatismo y control.

Factible: Al desarrollar una herramienta que nos permita realizar el monitoreo de

energía eléctrica con control a los circuitos eléctricos, se estaría solucionando el

problema de la falta de análisis en este campo, la que nos permitiría saber en

qué áreas se puede llevar un control automatizado y así con esto poder mitigar

7

consumos, disminuyendo el gasto, sin haber tenido altos costos en la inversión

del proyecto.

Identifica los productos esperados:

El producto final permitirá al usuario tener la facilidad de optimizar sus recursos

con bajos costos, volviéndose así una herramienta útil, innovadora, eco-amigable

y económica.

OBJETIVOS

Objetivo General

Realizar el diseño experimental de un sistema de monitoreo y control de

consumo energético para empresas tipo Pyme mediante un dispositivo

electrónico conectado a los circuitos eléctricos y administrado por una

aplicación web basada en ASP.NET.

Objetivos Específicos

Analizar los consumos de energía eléctrica de empresas tipo Pyme

mediante el uso de la solución propuesta.

Establecer el monitoreo permanente del consumo de energía en tiempo

real y visualizar históricos.

Determinar los circuitos eléctricos que corresponda a las áreas que

requieran ser automatizadas utilizando control energético para su

encendido y apagado y así disminuir el consumo de energía.

Diseñar un módulo prototipo de medición y monitoreo de consumo de

energía eléctrica utilizando como base un equipo controlador Arduino.

Implementar un prototipo funcional del diseño realizado.

ALCANCES DEL PROBLEMA

El proyecto tiene como finalidad desarrollar una herramienta que recopile datos

8

para un posterior análisis y toma de decisiones. Éste análisis de consumo de

energía eléctrica y control de circuitos eléctricos permite bajar los índices de

consumo y contribuir con el ahorro de una determinada empresa Pymes, donde

el monitoreo y control energético sería constante y perenne.

Se realizará un prototipo para el monitoreo, el cual medirá las cargas que se

estaría consumiendo en tiempo real en una determinada empresa Pymes, para

que el usuario pueda realizar análisis con la información que se estaría

obteniendo en tiempo real e histórica y así poder corroborar dónde existe

exceso de carga, la que estaría representando un mayor consumo de energía

eléctrica en un periodo de tiempo, con un análisis previo a la implementación se

podrían ajustar parámetros de automatismo y control para ciertos circuitos

eléctricos con horarios predefinidos.

El prototipo sensará toda la carga que esté consumiendo en cada fase que sale

desde el medidor de energía eléctrica hacia adentro de nuestro establecimiento

a toda hora, procesando la información y almacenándola en una base de datos,

que estaría disponible para los usuarios con acceso permitido a la descarga de

reportes generados.

El proyecto propuesto de carácter experimental está enfocado al sector de las

empresas Pymes. De las cuales el proyecto se ha enfocado en las empresas

Pymes de la ciudad de Guayaquil en Ecuador. El ámbito de pruebas del

prototipo se realizará en el hogar de un participante del proyecto, los sensores

serán colocados en dos circuitos que son iluminación (interna), tomacorrientes

(Refrigerador) o cualquier otro que se pretenda analizar. Simultáneamente se

comprobará la eficiencia del prototipo con un medidor manual el consumo de

energía eléctrica. Estas pruebas de funcionamiento y operatividad se realizarán

mientras dure el actual trabajo de titulación.

9

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA

Al desarrollar esta herramienta de control y monitoreo energético, no sólo se está

contribuyendo con la economía de cierto sector, sino que también sería una gran

contribución a la reducción de la inmensa afectación climática generada por el

consumo excesivo de energía eléctrica. Ciertas empresas públicas y privadas en

el Ecuador ya han empezado a implementar tecnologías similares de eficiencia

energética, desarrolladas por grandes corporaciones dedicadas a esto.

Las empresas Pymes no pueden darse el lujo de implementar estas tecnologías

por sus elevados costos. Al ser este proyecto una solución de bajo costo se

centrará en este nicho de mercado, que las soluciones comerciales ya existentes

no pueden cubrir por el excesivo costo que demanda su adquisición,

implementación y mantenimiento.

Con el desarrollo de esta herramienta, estaremos además creando consciencia

social respecto al tema en cuestión, promoviendo así de manera indirecta la

iniciativa para nuevas investigaciones sobre la optimización del uso de este

recurso tan valioso como es la energía eléctrica. Aunque el tema de la afectación

climática está en todo su apogeo, no hay mucho énfasis en el cuidado de

consumo eléctrico, por lo que podríamos decir que nuestra solución es eco

amigable.

Se aporta también a la economía de este tipo de empresas o viviendas donde se

implementará esta solución, ya que el saber en qué sector o área del bien

inmueble se está consumiendo más energía, le permitirá a los administradores

optimizar el uso de este recurso, bajando el gasto de este rubro. Si optimizamos

el recurso eléctrico, generamos a la vez ahorro que se verá reflejado en la

planilla mensual de consumo generada por la empresa eléctrica local.

METODOLOGÍA DEL PROYECTO

De acuerdo a la naturaleza de la investigación, el enfoque cualitativo es el

10

idóneo para este tipo de problema, ya que la interacción directa con los sujetos

de estudio, representa el instrumento de medición para analizar y comprender

los hechos a explorar.

Luego de haber realizado una investigación previa acerca de las diferentes

metodologías para el desarrollo de un proyecto de software y examinar con cada

una de ellas las características que mayormente se acoplan de acuerdo al tipo

de proyecto, tiempos de entrega y recursos que se presenta en esta propuesta,

se decide aplicar una metodología ágil; específicamente por los lineamientos,

instrumentos y múltiples herramientas que proporciona hoy en día la

metodología SCRUM.

A continuación, se mencionan los principales puntos que hacen que la

metodología SCRUM, de acuerdo a esta ventaja sea la ideal para desarrollar el

presente proyecto:

Duración del proyecto. Una metodología ágil, ayuda a que un proyecto

en lugar de priorizar documentación y procesos burocráticos donde se

genera un desgaste de tiempo, se centre mucho más en el desarrollo de

entregables del producto, ocupando esta holgura para el cumplimiento de

lo planificado

Planificación de sprints. Para este tema existen varias herramientas

muy buenas y gratuitas en las que los participantes pueden interactuar

durante el ciclo de vida del proyecto.

Entregables. Lo que más se destaca en esta metodología es la

producción de entregables tangibles para el usuario a nivel de software,

en períodos cortos y no al final del proyecto. Este elemento concede al

cliente un producto con más valor.

Flexibilidad. Como consecuencia del punto anterior, se genera una

brecha al final de cada sprint, que permite validar con el cliente el

entregable y detectar a tiempo problemas o cambios emergentes que

pueden ser solucionados en la planificación del siguiente sprint.

De esta manera, todos los puntos mencionados anteriormente consolidan la

11

utilización de esta metodología para ir construyendo un producto de calidad, que

satisfaga las necesidades de la propuesta mencionada.

12

CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

ANTECEDENTES DEL ESTUDIO

En el Ecuador, año 2013 durante el Gobierno del Eco. Rafael Correa Delgado,

se desarrolló un estudio y gestión de la demanda eléctrica denominado Plan

Maestro de Electrificación 2013 – 2022, siendo su objetivo principal:

“Elaborar el estudio de proyección de demanda eléctrica para el

corto, mediano y largo plazo, considerando la incidencia de las

variables políticas, económicas, sociales, demográficas,

ambientales, técnicas y tecnológicas sobre el crecimiento

tendencial de la demanda eléctrica nacional; de tal forma que

sus resultados permitan realizar una adecuada planificación de

la expansión del sector con el fin de garantizar el abastecimiento

del suministro de energía con los niveles de confiabilidad y

calidad que señala la normativa.” (CONELEC, 2013).

Durante el desarrollo del documento se citan numerosos estudios que datan

desde 1966 y se realizan nuevos, en base a los cuales el Gobierno decide

implementar nuevos proyectos energéticos:

“La importante inversión pública en proyectos de generación

eléctrica, especialmente hidroeléctricos, enmarcados en la

política sectorial de cambio en la matriz energética y producción

de energía a partir de procesos limpios, es decir, minimizando la

afectación al medio ambiente, además de la implementación de

programas de uso eficiente de la energía, originó la

recuperación de las tasas de crecimiento anual de las

industrias.” (CONELEC, 2013).

13

El Gobierno asume el compromiso de impulsar y promover una serie de

proyectos para aprovechar los recursos energéticos, pero sigue siendo

insuficiente, puesto que uno de los planes está enfocado al sector de las

medianas y grandes empresas. A continuación, se enumeran algunos de los

programas establecidos (alguno de ellos ya desarrollados):

“El gobierno nacional, cumpliendo lo establecido en la

Constitución de la República del Ecuador, en los artículos 15 y

413, ha asumido el compromiso de impulsar e implementar una

serie de medidas tendientes a mejorar el aprovechamiento de

los recursos energéticos. En lo que respecta al consumo de

energía eléctrica, los programas que se han analizado y

procesado con el fin de determinar su impacto en el consumo

eléctrico son:

Sustitución de refrigeradores,

Sustitución de luminarias de alumbrado público,

Eficiencia energética en la actividad industrial,

Eficiencia energética en edificios públicos.” (CONELEC,

2013).

En el Ecuador, es evidente como la inmótica y domótica no han sido

exitosamente explotadas. En el mayor de los casos, estos conceptos se asocian

con el nivel de confort que se le pueda dar a nuestra vida diaria a nivel

tecnológico, por ejemplo encender las luces de un área con solo detectarse en

éste un movimiento.

Según un artículo publicado en la revista virtual La Conversación en su página

de Ciencia, por la Ing. Mónica Flores, Docente en la Facultad de Sistemas,

Telecomunicaciones y Electrónica de la Universidad de Especialidades Espíritu

Santo (UEES) en Agosto del 2016 nos dice que en otros países, éstas

tecnologías son más explotadas, pero que en nuestro país aún se evidencia

cierto temor a la tecnología, esto sumado a los elevados costos que representa

hacen que no se conozca todas las bondades de las tecnologías antes

mencionadas.

14

“En otros países, por ejemplo las personas con discapacidad

encuentran que estos sistemas son útiles porque con un solo

botón una persona accede a una ayuda como levantarse de la

cama o puede ser trasladado a la bañera.

En Ecuador no se conoce aun abiertamente las bondades de

esta tecnología, además, las empresas dedicadas a desarrollar

este tipo de proyectos tienen una falencia y es que ofrecen los

mismos sistemas a todos sus clientes y ese no es el fin. Del lado

de los consumidores todavía existe miedo a la tecnología y a

ello hay que agregarle el costo que esto representa.

Ahora más que nunca la domótica y el internet de las cosas van

de la mano -el internet de las cosas entendido como la

comunicación entre máquinas- Antes, todo se comercializaba

bajo una misma marca. Ahora los protocolos de comunicación

en domótica están abiertos o hay marcas que abren los mismos

y se puede integrar muchas cosas que están dentro de la

tecnología, como refrigeradoras, lavadoras, celulares,

televisores, proyectores y precisamente con el internet de las

cosas se pueden mezclar equipos.” (La conversación, 2016).

En la actualidad en Europa la (CEDOM, 2016) conocida como Asociación

Española de Domótica e Inmótica, tiene como principal objetivo reunir a todos los

agentes del sector de la Domótica/Inmótica en España: fabricantes de sistemas

domóticos, equipos auxiliares, distribuidores, integradores, instaladores, centros

tecnológicos y de formación, universidades y medios de comunicación. No

obstante, estos conceptos en el Ecuador apenas se incluyeron en el año 2005,

viniendo de la mano de profesionales con postgrados en Europa. Con el pasar

de los años se han realizado talleres, convenciones, congresos, para difundir

estas tecnologías, según Rodrigo Chancusig, coordinador de la escuela de

tecnologías de la Universidad de las Américas se deben seguir introduciendo

estos principios en el País.

15

“En la actualidad hay empresas medianas encargadas de

desarrollar e instalar entornos inmóticos/domóticos, y forman

parte de un mercado emergente, con altas probabilidades de

seguir creciendo.” (Chancusig, 2015).

Por otro lado en Latinoamérica la compañía Schneider Electric es la empresa

que abarca mayormente el mercado en cuanto a inmótica con sus automatismos

integrales. Esta empresa se encuentra en constantes investigaciones referente al

tema, en un documento denominado Eficiencia Energética, Manual de

Soluciones, señalan varios objetivos de sus productos y servicios:

“Diagnosticar el consumo de energía y la asignación de costos

es el primer paso clave para alcanzar la reducción.

Meditar y auditar

Establecer bases

Automatizar y regular

Monitoreo continuo

Las soluciones de nuestros sistemas de medición para el

análisis del uso de la energía proveen los medios para entender

el consumo eléctrico de su planta, minimizar el riesgo de corte

de energía y garantizar la calidad de servicio.

Los reportes de asignación de costos y subfacturación ofrecen

la posibilidad, a los gerentes de plantas y edificios, de

implementar acciones de mejoras que pueden reducir el uso de

la energía general entre 8 y 10%.” (Schneider Electric, 2017).

A lo largo del documento enumeran varios equipos y software para realizar

control, medición, análisis, monitoreo, revisión de tendencias de consumo

energético, y gestión para el ahorro del mismo. Sus soluciones son innovadoras,

pero lastimosamente los costos son demasiados elevados para las empresas

Pymes, por lo que nuevamente evidenciamos el descuido de este sector que

constituye un considerable porcentaje de consumo energético en el país.

16

La función que cumplen las empresas Pymes es de gran importancia para la

economía del Ecuador. En el año 2017, el Instituto Nacional de Estadísticas y

Censos, INEC., realizó un censo de todas las empresas en el Ecuador, dicho

documento indica que en Guayaquil que existen alrededor de 6520 empresas

tipo Pymes registradas.

En su mayoría tienen como enfoque principal, el comercio al por mayor y menor,

también están en la parte de la industria manufacturera, agricultura y ganadería,

entre otros. La agrupación entre pequeñas y medianas Empresas (Pymes) está

determinada en los niveles de ingresos anuales. Las pequeñas empresas son

aquellas las cuales tiene ingresos ente 100 mil y un millón de dólares, mientras

las medianas empresas las que generan de 1 millón y 10 millones. Estos

negocios son la fuente de empleo para el desarrollo de la economía del ecuador

por su versatilidad, dinamismo y creatividad inciden en la generación de empleo

y el crecimiento.

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

Al ser el objetivo principal de este proyecto el diseño de un sistema de monitoreo

y control de consumo energético de bajo costo para empresas Pymes a través

de un dispositivo en los circuitos eléctricos y administrados por una aplicación

web, nos lleva a formar parte de un concepto tecnológico clave: la Inmótica.

Según la Asociación Española de Domótica e Inmótica, la inmótica es:

“La Inmótica es el conjunto de tecnologías aplicadas al control y

la automatización inteligente de edificios no destinados a

vivienda, como hoteles, centros comerciales, escuelas,

universidades, hospitales y todos los edificios terciarios,

permitiendo una gestión eficiente del uso de la energía, además

de aportar seguridad, confort, y comunicación entre el usuario y

el sistema.” (CEDOM, 2016).

17

En Guayaquil por ejemplo, se abrió hace un año el Hospital de la Mujer Alfredo

G. Paulson de la Junta de Beneficencia de Guayaquil, este hospital cuenta con

la automatización de todos los sistemas (CCTV, Aire Acondicionado Eléctrico y

Alumbrado, Incendios, Intrusión, entre otros) desde una central master se

realizan los monitoreo y controles de los sistemas antes mencionados,

efectivizando la eficiencia del consumo de energía y cuidado del equipamiento.

Todos los equipos responden a las configuraciones realizadas a nivel de

sistema, de esta manera por ejemplo, las luces se encienden y apagan a

determinada hora, se pueden agrupar por circuitos para mejorar los controles,

etc.

Toda esta automatización se basa en el principio de la Inmótica, porque integra

todos los sistemas, los mismos que se monitorean y controlan desde una sola

central, además de generar los reportes mediante los cuales, la administración

evalúa los consumos y puede sugerir cambios o correctivos y mejoras continuas

en la optimización de recursos y mantenimiento de los equipos. En el

mencionado proyecto de automatismo y control se invirtió una gran cantidad de

dinero, para una empresa Pymes realizar este tipo de inversiones no es rentable,

y es visto más como un lujo que como una necesidad.

Al implementar un sistema inmótico nos estamos adaptando a los cambios

sociales, permitiéndole a la tecnología no solo brindarnos confort, sino también

mediante estas herramientas construir empresas eco-amigables, que utilicen

eficientemente los recursos energéticos y que nos permitan generar ahorro

económico. Aunque el sector de la inmótica en nuestro país ha evolucionado

considerablemente y podemos encontrar en el mercado equipos capaces de

automatizar empresas Pymes, éstos tienen costos excesivos que no motivan al

consumidor a implementar dicha tecnología, sin contar con la falta de gestión de

proyectos encaminados a solucionar las necesidades de las empresas Pymes.

En nuestro proyecto desarrollaremos una herramienta que nos permitirá

automatizar empresas Pymes, a bajo costo: el controlador con base Arduino será

monitoreado por una página web con software libre. Mediante esta página web

18

se pretende tener acceso a la información recopilada por el controlador Arduino,

para análisis de tendencias y gestión de consumos.

APLICACIONES WEB

Actualmente las aplicaciones web han desplazado a las aplicaciones

convencionales de escritorio. Y el motivo es porque existe una clara diferencia

entre estos dos tipos de aplicaciones, la ventaja más grande que una aplicación

basada en tecnología web es, el acceso al sitio a través de la red, ya sea internet

o intranet.

Desde cualquier lugar, así como desde cualquier dispositivo que tenga una

conexión a la red (internet o intranet), a cualquier hora, a través de una

aplicación web los usuarios pueden ingresar. Esta demanda se ha incrementado

alrededor del mundo, gracias a que la población mundial cada día tiene mayor

acceso a una red (internet o intranet); al contar con más gente dirigiendo su

atención a este medio, ha provocado la apertura de otro canal de intercambio de

información. Por lo que el mercado de desarrollo de software ha posicionado a

las aplicaciones web en las favoritas al momento de realizar la construcción de

una solución tecnológica para cualquier tipo de negocio.

Por otra parte, una aplicación web es un tipo de aplicación cliente-servidor donde

el navegador, el servidor web y el protocolo http se encuentran homologados.

Esta característica representa una ventaja para las aplicaciones web, puesto que

el desarrollador o el programador, no deberá preocuparse en crear esta

comunicación, puesto que ya existe.

19

Gráfico No. 1. Esquema básico de una aplicación web.



En el gráfico anterior se puede observar la clara interacción entre el cliente y una

aplicación web representada como servidor web. Podemos notar como el cliente

se conecta al sitio a través de la web (navegador), específicamente por el

protocolo http y conectada con el servidor web, donde se encuentra alojada la

aplicación en sí. A su vez cuando el servidor web ejecuta la solicitud enviada por

el cliente, devuelve la respuesta a través de este mismo protocolo. Esta

configuración es conocida como arquitectura cliente/servidor y es la estructura

básica de la que está conformada una aplicación web.

VENTAJAS DE DESARROLLAR APLICACIONES WEB

Existen varias ventajas para elegir el desarrollo de aplicaciones con la tecnología

que ofrece una aplicación web, mencionamos a continuación algunas de ellas:

Actualización en línea. En el pasado quedaron los largos procesos de

actualizaciones en cada máquina del cliente. Las aplicaciones web al

tener sus fuentes centralizados en un servidor web, administrado

mayormente por técnicos informáticos, basta actualizar las nuevas

características en el servidor para que todos los clientes

automáticamente puedan acceder a la aplicación web actualizada. Sin

duda esta ventaja beneficio tanto al técnico por el ahorro de tiempo, así

como al cliente que máximo en un par de horas programadas, logrará

visualizar las nuevas funcionalidades del software.

20

Multiplataforma. Una aplicación web no depende de un solo sistema

operativo que el cliente posea en su máquina, puesto que el cliente se

comunica a través de una URL que es donde podrá acceder al sistema,

el cual está alojado en un servidor independiente de la máquina cliente.

Bastará tener un navegador web para acceder a la aplicación web.

Amplia compatibilidad con dispositivos. Esta característica va de la

mano con la anterior por lo que una aplicación web puede ser accedida

desde cualquier dispositivo que tenga un navegador web. Lo que la hace

compatible con la variedad de dispositivos que existen actualmente.

Ahorro de espacio en máquinas clientes. Tal como se ha mencionado,

las aplicaciones web operan sobre un computador distinto al del cliente,

por lo que respecta al compartimiento de archivos o fuentes, se

encuentran en el servidor y no ocupan espacio en el disco duro de los

clientes.

Alta disponibilidad. Como parte de las estrategias en la implementación

de un sistema web, con el fin de garantizar la alta disponibilidad de una

aplicación, se encuentra la elaboración de un plan de contingencia, el

cual contiene las medidas que se deben de ejecutar para restaurar el

servicio en el menor tiempo posible. Un entorno web, facilita y acelera el

restablecimiento del servicio, puesto que las tareas a ejecutarse se

realizan únicamente sobre el hardware y software del servidor web.

Facilidad en compartición y acceso a la información. Tener una

plataforma donde se pueda subir información a un solo sitio, ya sea por el

administrador del sitio o por parte de los usuarios capacitados, garantiza

que la información sea más fácil y por ende más rápida de ser transmitida

a los clientes.

21

CAPA ELÉCTRICA

INSTALACIONES BÁSICAS 110V Y 220V

Para empezar la explicación de cómo se implementará nuestro prototipo es

necesario conocer el diseño de las instalaciones eléctricas básicas más

comunes en nuestro país, las cuales son de 110V y 220V. La empresa pública

de energía eléctrica nos provee una instalación monofásica de 110V, un cable

de fase de 110V (L) y un cable neutro (N) con los cuales se realizan las

instalaciones eléctricas dentro de las infraestructuras. Este tipo de voltaje se

utiliza generalmente para tomacorrientes, luminarias, entre otros.

En la siguiente imagen vemos una instalación básica de 110V:

Gráfico No. 2. Instalación básica de 110V.

Elaboración: Academia.edu

Fuente: Manual de Electricidad residencial.

Para instalaciones de 220V la empresa eléctrica nos provee una instalación

monofásica de 220V, las cuales en nuestro país se usan para equipos de

climatización, motores eléctricos, entre otros. Cuentan con dos cables de fase de

110V cada uno (L1 y L2) y un cable de neutro (N).

22

En el siguiente gráfico observamos cómo se realiza una instalación básica de

220V para un aire acondicionado:

Gráfico No. 3. Instalación básica de 220V.

Elaboración: Academia.edu

Fuente: Manual de Electricidad residencial.

PARÁMETROS DE CONSUMO

En nuestro país el consumo eléctrico se mide en kilovatios-hora o kilowatt-hora

en un periodo determinado de tiempo que es establecido por la compañía

suministradora de este servicio. Las variables para el cobro las define la Agencia

de Regulación y Control de la Electricidad:

“Valores facturados por consumo:

Valor por consumo: monto en dólares por los kWh de

energía consumida;

Valor por comercialización: monto en dólares a pagar a la

empresa eléctrica de distribución por el servicio de

23

comercialización, esto es, por atención al cliente,

atención a reclamos y facturación (emisión, entrega y

recaudación);

Subsidio cruzado: equivalente al 10% (5% para Empresa

Eléctrica de Guayaquil) del valor por consumo y

comercialización que deben contribuir los consumidores

residenciales cuyo consumo del mes facturado es mayor

al consumo promedio residencial de la empresa de

distribución. El monto total recaudado de la contribución

anterior se reparte entre los consumidores residenciales

cuyo consumo del mes facturado sea menor o igual al

consumo promedio;

Subsidio Tarifa Dignidad: aplica cuando el consumo es

menor a 110 kWh en la Sierra y 130 kWh en la Costa,

Oriente y región Insular. Corresponde a la diferencia

entre la energía y comercialización valorados con la tarifa

a usuario final de la distribuidora y la energía valorada

con tarifa 0,04 USD/kWh y comercialización USD 0,71.

(Decreto Ejecutivo No. 451)

Servicio de Alumbrado Público:, monto en dólares a

pagar por el servicio de alumbrado público;

Interés por mora: aplica cuando existe un recargo porque

el pago no fue realizado hasta la fecha de vencimiento de

la planilla.” (Agencia de Regulación y Control de la

Electricidad, 2017).

Según la CNEL EP (Empresa Eléctrica Pública Estratégica Corporación Nacional

De Electricidad), en el documento “Estatuto Orgánico De Gestión

Organizacional Por Procesos”, Art.4 dice:

“Brindar el servicio público de distribución y comercialización

de energía eléctrica para generar bienestar a nuestros

consumidores y contribuir al desarrollo del país, con talento

24

humano comprometido, tecnología de punta, innovación y

respeto al ambiente.” (CNEL EP, 2015).

CAPA ELECTRÓNICA

MICROCONTROLADORES

Son circuitos integrados programables de alta escala de integración, capaces de

ejecutar instrucciones almacenadas en su memoria. Cuentan con unidad de

procesamiento, memoria y entradas/salidas para comunicarse con el exterior.

Actualmente los microcontroladores están en muchos de los aparatos eléctricos

que usamos diariamente en nuestros hogares y trabajos, que van desde

juguetes, hornos microondas, televisores, computadores, naves espaciales,

entre otros, también son usados en la inmótica y domótica. Para esto se ha

creado una gran variedad de microcontroladores que pueden ser usados en

diversas aplicaciones y han facilitado el desarrollo de la automatización en

empresas Pymes.

Gráfico No. 4. Microcontrolador Atmel AVR 8-bit.

Elaboración: Atmel - Microchip Technology Inc.

Fuente: Microcontroladores Atmel.

25

ARDUINO

El primer Arduino fue inventado por Massimo Banzi en el año 2005, la idea

surgió por su interés de crear una placa para el aprendizaje de los estudiantes

de computación y electrónica del instituto IVRAE, donde él también estudiaba, ya

que en ese entonces adquirir una placa de microcontroladores era demasiado

costoso. Pero nunca se imaginó que más adelante con Arduino lideraría en la

tecnología DIY (Do It Yourself), después de un tiempo, cuando llegó a una

comunidad más amplia, empiezan a hacerle modificaciones para adaptarse a las

nuevas necesidades y desafíos, diferenciando su oferta de simples placas de 8

bits a productos para aplicaciones IoT, wearable, impresión 3D y entornos

integrados.

Todas las placas de Arduino son de código abierto, lo que le permite al usuario

adaptarlo a sus necesidades particulares. Así mismo utilizan un software de

código abierto para programar sus sketches. Este software es flexible para

usuarios avanzados, se ejecuta en Mac, Windows y Linux.

Gráfico No.5. Inicios de la placa Arduino.

Elaboración: Spectrum IEEE

Fuente: Historia de Arduino.

Es una placa electrónica elaborada con un microcontrolador que tiene

entradas/salidas digitales y análogas, de código abierto basadas en hardware y

software flexible. Esta placa microcontroladora se utiliza para desarrollar

26

instrumentos científicos, probar principios de química y física, para aprender a

programar o para implementar proyectos de robótica, domótica e inmótica, en

estos campos Arduino es utilizado desde el proyecto más pequeño, hasta el

proyecto más ambicioso, sabiéndolo adaptar.

Existen otras placas microcontroladoras, pero para nuestro proyecto hemos

escogido una Arduino porque basados en la investigación previa que se realizó

para la selección acertada de dispositivos, descubrimos que Arduino era la

opción más viable por todos los beneficios que nos brinda: para empezar,

Arduino, al ser de Software de código abierto es multiplataforma, es decir que

nos permite trabajar con Mac, Windows y Linux. La mayoría de los demás

controladores que existen en el mercado se limitan a trabajar con Windows o

Linux independientemente. Las placas Arduino son relativamente más

económicas que las demás placas microcontroladoras que existen en el

mercado.

El entorno de programación del IDE es sencillo, el lenguaje puede expandir sus

funcionalidades a través de la utilización de librerías. Las placas Arduino se

comercializan bajo una licencia de Creative Commons. Dentro de la familia de

(Arduino, 2017) tenemos 6 divisiones generales, las cuales también se

subdividen de acuerdo a la aplicación, para facilitarnos la selección a la hora de

realizar u proyecto:

Placas Básicas.-

UNO

Leonardo

101

Esplora

Micro

Nano

Mini

MKR2UNO Adapter

STARTER KIT

27

LCD SCREEN

Placas Avanzadas.-

Mega

Zero

Due

Mega ADK

M0

M0 Pro

MKR Zero

Motor Shield

USB Host Shield

Proto Shield

MKR Proto Shield

4 Relays Shield

Mega Proto Shield

MKR Relay Proto Shield

ISP

USB2Serial Micro

USB2Serial Converter

Internet de las cosas.-

Yún

Etherneth

Tian

Industrial 101

Leonardo Eth

MKR Fox 1200

MKR Wan 1300

MKR GSM 1400

MKR1000

Yún Mini

Yún Shield

Wireless SD Shield

Wireless Proto Shield

28

Etherneth Shield V2

GSM Shield V2

MKR IoT Bundle

Educación.-

CTC 101

Usables.-

Gemma

Lilypad Arduino USB

Lilypad Arduino Main Board

Lilypad Arduino Simple

Lilypad Arduino Simple Snap

Impresiones 3D

Materia 101

Las placas básicas o avanzadas de Arduino se pueden usar solas o,

complementándolas con las placas de extensión (shield). Para realizar estos

montajes se utiliza siempre como base una placa principal de Arduino básica o

avanzada y sobre ésta se coloca la o las placas de extensión (shield)

dependiendo los requerimientos del proyecto, una vez conectadas solo

necesitarán una alimentación de poder que llegará a la placa del Arduino

principal. No hay límite en el número de placas de extensión que se le pueden

conectar a la placa principal, pero se debe tener en cuenta que al ser una sola la

vía de alimentación de energía para todas las placas, se corre el riesgo de que la

energía no llegue a todas.

Así mismo la programación se realiza desde la placa principal, haciendo que

funcionen todos los módulos extendidos como una sola unidad de Arduino. Una

vez programado no necesita de un operador para su funcionamiento,

haciéndolos autónomos para realizar las operaciones ya programadas.

29

ARDUINO MEGA 2560

Es una de las principales tarjetas de (Arduino, 2017), basadas en el

microcontrolador ATmega2560, cuenta con características superiores a las

tarjetas básicas y es de bajo costo. Tiene 256kb de memoria SRAM para

almacenar código (sketches) es más potente que el Arduino UNO, por lo que es

la placa de Arduino que más se acopla para el desarrollo de nuestro prototipo y

es compatible con las demás placas de expansión que vamos a requerir para

nuestro prototipo.

Gráfico No.6. Arduino MEGA.

Elaboración: Arduino.cc

Fuente: Arduino productos.

Posee un puerto USB que puede ser utilizado para su programación y también

para la alimentación de energía, también posee un puerto exclusivo para

alimentación de energía, al que se le puede conectar un adaptador de CA o

baterías de 6 a 20 V que es la capacidad que tiene la tarjeta, pero la

recomendación del fabricante para su óptimo funcionamiento, es que se utilice

entre 7 a 12 V, posterior a esto puede que el microcontrolador comience

calentarse. Si se utiliza Arduino Mega sin placas de expansión, se puede

alimentar solo con baterías, pero cuando se lo utiliza con estas placas, solo se

recomienda usar con alimentación de energía de un adaptador CA debido a que

las baterías producen menor independencia de funcionamiento.

30

En la página oficial de (Arduino, 2017) encontramos las especificaciones

técnicas de la tarjeta Arduino Mega las cuales mostraremos en el siguiente

cuadro:

Cuadro N. 3

Matriz de Especificaciones técnicas de Arduino MEGA.

Microcontrolador ATmega2560

Voltaje de Operación 5V

Voltaje de entrada (Recomendado)

7-12V

Voltaje de entrada (limite) 6-20V

Pines Digitales I/O 54 (de los cuales 15 proveen salida PWM)

Pines de entrada analógica 16

Corriente DC por pin de E/S 20 mA

Corriente DC para pin de 3.3V 50 mA

Memoria Flash 256 KB de los cuales 8 KB son usados por el bootloader

SRAM 8 KB

EEPROM 4 KB

Velocidad del reloj 16 MHz

LED_BUILTIN 13

Longitud 101.52 mm

Ancho 53.3 mm

Peso 37 g


Fuente: Arduino Mega 2560, especificaciones.

Arduino MEGA es una de las tarjetas más potentes diseñadas para proyectos

más ambiciosos, donde sus características la hacen resaltar sobre las demás

tarjetas Arduino. Como todas las tarjetas Arduino cuenta con leds informativos

como: ON.- Indica que la tarjeta está encendida; TX y RX.- Indica cuando hay

transmisión de datos; y L.- El cual es el led 13 incorporado en todas las placas

Arduino para el primer test de funcionamiento llamado “Blink”.

Las tarjetas Arduino que se usan de base (básicas o avanzadas) se comunican

con las placas de expansión mediante comunicación SPI (Serial Peripheral

Interface), ésta comunicación se realiza a través de los pines ICSP o mediante la

configuración distribuida entre los pines digitales de entrada/salida. En el Arduino

31

mega, la ubicación de los pines ICSP es la estándar, mientras que la

configuración de estos pines adicionales cambia, dejando la siguiente

configuración de pines para el Arduino MEGA: Pin51 Mosi, Pin50 Miso, Pin52

SCK y Pin53 SS. En el siguiente cuadro podremos apreciar la diferencia con las

principales tarjetas (Arduino, 2017):

Cuadro N. 4

Matriz de distribución de pines SPI de Arduino MEGA.

Arduino / Genuino

Board

MOSI MISO SCK SS (esclavo)

SS (maestro)

Nivel

Uno o Duemilanove

11 o ICSP-

4

12 o ICSP-

1

13 o ICSP-

3

10 - 5V

Mega1280 o Mega2560

51 o ICSP-

4

50 o ICSP-

1

52 o ICSP-

3

53 - 5V

Leonardo ICSP-4

ICSP-1

ICSP-3

- - 5V

Debido ICSP-4

ICSP-1

ICSP-3

- 4, 10, 52 3,3V

Cero ICSP-4

ICSP-1

ICSP-3

- - 3,3V

101 11 o ICSP-

4

12 o ICSP-

1

13 o ICSP-

3

10 10 3,3V

MKR1000 8 10 9 - - 3,3V


Fuente: Especificaciones Bus SPI.

ARDUINO ETHERNET SHIELD W5100

Es una tarjeta (Arduino, 2017) de expansión basada en el chip Ethernet Wiznet

W5100 para la comunicación de red. Cuenta con un puerto Ethernet que lee y

escribe los flujos de datos que pasan a través de éste shield, implementando la

pila de protocolos TCP/IP. Al ser una placa de expansión no funciona sola, debe

ir siempre conectada a una placa de Arduino base (básica o avanzada), se

comunica con éstos mediante bus SPI. Se necesita incorporar la librería

“Ethernet.h” en los sketches de programación para que pueda funcionar.

32

Gráfico No.7. Placa Arduino Ethernet Shield.


Fuente: Productos Arduino.

Cuenta con una lectora de tarjeta micro SD para almacenamiento, se necesita

incorporar la librería “sd.h” en los sketches de programación para que pueda

funcionar. Tanto la comunicación de la tarjeta Ethernet como la de la lectora

micro SD se realizan por el conector ICSP. La lectora micro SD y el Ethernet no

pueden trabajar simultáneamente, por lo que al programar los sketches

deberemos realizarlo de manera cautelosa para que no exista conflicto. Una vez

conectada a la placa base, ésta reserva los pines 10 para la conexión Ethernet y

el pin 4 para la lectora micro SD.

La conexión a la red es sencilla, solo se debe conectar mediante un cable de red

con conectores RJ45 a un switch/router de comunicación, esta conexión puede

ser a una red local o a internet o se puede conectar con cable de red cruzado,

directamente a un computador de escritorio o portátil. La velocidad de esta

tarjeta es de 10/100 Mbps. El Arduino Ethernet Shield puede conectarse como

cliente y como servidor, según las necesidades del usuario.

Existen otras versiones de Arduino Ethernet que tienen un módulo incorporado

para conexión PoE (Power over Ethernet), pero a este modelo se le puede

también incorporar este módulo que debe ser adquirido de manera

independiente. La conexión PoE utiliza la norma IEEE802.3af, con una salida de

9V que alimentará todas las placas.

33

Entre las principales características tiene:

Cuadro N. 5

Matriz de Especificaciones técnicas de Arduino Ethernet Shield.

Microcontrolador ATmega328

Voltaje de operación 5V

Voltaje de entrada (recomendado) 7-12V

Voltaje de entrada (limite) 6-20V

Voltaje de entrada PoE (limite) 36-57V

Pines de Entrada/Salida 14 (de los cuales 4 proveen salida PWM)

Pines reservados de Arduino: 10 to 13 usados para SPI

4 usado para tarjeta SD

2 W5100 interrupción (cuando está puenteado)

Pines de entrada Analógica 6

Corriente DC por pin E/S 40 mA

Corriente DC por pin de 3.3V 50 mA

Memoria Flash 32 KB (ATmega328) de los cuales 0.5 KB usada por el bootloader

SRAM 2 KB (ATmega328)

EEPROM 1 KB (ATmega328)

Velocidad de reloj 16 MHz

Longitud 68.6 mm

Ancho 53.3 mm

Peso 28 gr


Fuente: Arduino Ethernet shield, especificaciones.

Esta placa también posee leds informativos tales como: ON.- Indica que ésta se

encuentra encendida; Link.- Indica que existe una comunicación; FullD.- Indica

que existe una comunicación full dúplex; 100M.- Indica que hay comunicación a

velocidad de 100 Mbps; RX y TX.- Indica que envía y recibe datos; y Coll.- Indica

que existe colisión de datos en la red.

34

ENERGY MONITORING SHIELD V2

Placa de expansión creada por ACM, como nos indica su hoja de

especificaciones publicada por (Electrothing, s.f.) es compatible con Arduino

Mega y Arduino Ethernet Shield W5100, diseñada para el monitoreo de corriente

mediante sensores de corriente SCT (soporta 3). Soporta pantalla LCD Nokia

5110 e interface de conexión Wireless (nRF24L01 +). Esta usa la librería de

“EmonLib.h” para el entorno de programación.

Gráfico No.8. ACM ARD Energy Monitoring Shield V2.


Fuente: Fotografía del componente usado en el diseño.

Según su hoja de especificaciones publicada por (Electrothing, s.f.) la placa

cuenta con las siguientes interfaces:

A0, A1, A2 - involucrado para conectar los sensores AC.

A4 (SDA), A5 (SCL) – En la placa se muestra como el conector "I2C" (en

el otro conector de dos pines - VCC y GND para el suministro del sensor)

Interface para conectar el Modulo RF - nRF24L01+:

D11 - MOSI

D12 - MISO

D13 - SCK

D8 - RF_CE

D7 - RF_CSN

35

D2 - RF_IRQ

Interface Para conectar LCD5110:

D11 - MOSI

D13 - SCK

D5 - LCD_D/C

D6 - LCD_RST

D3 - LCD_CS

A3 - Botones

BUS SPI

Es un bus de comunicación llamado SPI por sus siglas en inglés (Serial

Peripheral Interface Bus), desarrollado por Motorola en 1980. Cuenta con una

arquitectura maestro-esclavo, siendo solo el dispositivo maestro el que inicia la

comunicación con los dispositivos esclavos para tener una transferencia de

datos en doble vía. Tiene como característica ser un bus de tipo síncrono, esto

quiere decir que el dispositivo maestro entrega una señal de reloj, lo cual

mantiene a los dispositivos esclavos sincronizados con el maestro. Requiere

tener tres líneas de comunicación fijas y una línea adicional por cada dispositivo

esclavo conectado. (Llamas, 2016).

Las líneas de comunicación son las siguientes:

MOSI: (Master Out, Slave In), será usado para la transmisión de datos

desde el dispositivo maestro al dispositivo esclavo.

MISO: (Master In, Slave Out), será usado para la transmisión de datos

desde el dispositivo esclavo al dispositivo maestro.

SCLK: usado por el pulso de reloj generado por el dispositivo maestro.

SS: (Slave Select), esta línea será independiente para cada dispositivo

esclavo conectado.

36

Gráfico No.9. Comunicación SPI

Elaboración: Core Electronics.

Fuente: Diagrama bus SPI.

Arduino desarrolló una librería llamada SPI.h que tiene que ser incluida en sus

sketches de programación para el uso del bus SPI en sus tarjetas. Hay algunas

placas que usan la comunicación por bus SPI tales como: las Ethernet Shield,

pantallas LCD, entre otros.

SENSORES

Son dispositivos electrónicos que pueden detectar transformación de variables

eléctricas y variables de instrumentación, también llamadas magnitudes. Los

sensores pueden estar conectados realizando una acción o esperando ser

activados para realizar una actividad específica o una rutina ya cargada, ya sea

por un computador o un actuador. Las lecturas de los valores detectados por los

sensores se pueden almacenar en una base de datos, registrando así todas las

acciones realizadas por los sensores y permitiéndole al usuario el acceso a la

37

revisión y análisis de esta información. Existen varios tipos de sensores, por

ejemplo de presión, de temperatura, entre otros, en nuestro caso usaremos un

sensor de corriente. Hablando de sensores de corriente, existen dos en

particular, de núcleo cerrado, que es invasivo o de núcleo abierto, que no es

invasivo, razón por la que usaremos un sensor del último mencionado para el

desarrollo de nuestro prototipo. (PCE Instruments, s.f.).

Gráfico No.10. Sensores Arduino.

Elaboración: Diymakers.es

Fuente: Sensores Arduino.

SENSOR YHDC SCT-030-000

Gráfico No.11. Sensor YHDC SCT-030-000.

Elaboración: YHDC

Fuente: Productos YHDC.

38

Es un sensor de corriente alterna fabricado por (YHDC, 2015) no invasivo, posee

núcleo abierto elaborado a base de ferrita, que funciona además como un

transformador de corriente haciendo un cambio de escala del valor leído por el

sensor al Arduino para procesar el dato sin dañar el dispositivo. Soporta de 0 a

100 amperios como corriente de entrada y de 0 a 50 miliamperios de salida.

Este sensor para transformar la corriente posee 3 partes: devanado primario (de

una vuelta), devanado secundario (de 2.000 vueltas) y núcleo ferromagnético.

Cuenta con un conector de 3.5mm para la conexión con la placa EMS (Energy

Monitor Shield). De este sensor podemos encontrar varios tipos, para varios

usos, tiene una capacidad de leer hasta 100 A lo que hace que sea el más viable

para nuestro prototipo y así poder tener lecturas más exactas. Entre los

principales datos técnicos obtenidos de (YHDC, 2015) tenemos:

Gráfico No.12. Datos técnicos sensor SCT-030-000

Elaboración: YHDC

Fuente: Tabla de especificaciones sensor SCT-030-000

39

ACTUADORES

Los Actuadores son dispositivos inherentemente mecánicos que pueden

transformar energía (neumática, hidráulica o eléctrica) para realizar una acción

sobre otro dispositivo mecánico, ya sea por presión o que realice un movimiento.

(Vildósola, 2017).

Gráfico No.13. Actuadores Arduino

Elaboración: Openhaks.com

Fuente: Actuadores para Arduino.

RELÉS

Es un dispositivo eléctrico, que cuenta con dos circuitos diferentes, uno eléctrico

y otro electrónico, funcionando como interruptor para la parte eléctrica, pero es

accionado desde la parte electrónica, de esta manera controla una alta tensión

enviando un bajo voltaje. En su interior cuenta con un una bobina que funciona

basada en el fenómeno electromagnético, haciendo que el electroimán se

accione y cierre los contactos. Hay dos tipos de relés: electromecánicos (los que

usaremos en nuestro prototipo) y de estado sólido. Es usado comúnmente como

interruptor para comandar circuitos, motores, luces, entre otros.

(Areatecnologia.com, s.f.). Para nuestro prototipo será indispensable para poder

realizar el control de los circuitos.

40

Gráfico No.14. Componentes de un Relé

Elaboración: Areatecnologia.com

Fuente: Área Electricidad, relé.

MÓDULO DE RELÉS

Módulo de expansión compatible con Arduino, según especificaciones indicadas

por (Electrónica Dragón, s.f.) pueden ser de 1, 2, 4 u 8 relés para el control de

circuitos, poseen voltaje máximo AC de 250V con corriente máxima AC 10A y

voltaje máximo DC 30V con corriente máxima DC 10A, este módulo es usado

con mucha frecuencia para controles industriales como comerciales. Este

módulo de relés será controlado por el Arduino, el mismo que le proveerá las

señales en los pines VCC y GND para encender el módulo; y a los pines In1 e

In2 que serán las señales de control que activarán cada relé, por el otro lado se

conectará en las borneras el circuito a controlar en NA (normalmente abierto) y

COM que será el común. El módulo de relés que nosotros usaremos utiliza relés

de marca Songle.

Gráfico No.15. Módulo de dos relés


Fuente: Fotografía del componente usado en el diseño.

41

AMPERÍMETRO FLUKE 322

Es un dispositivo de medición manual que puede medir corriente, tensión AC-

DC, voltaje, continuidad de circuitos y resistencia, cuenta con pinzas

amperimétricas capaces de medir hasta 400A y es mucho más exacta al

momento de medir bajo los 40A, su exactitud es de 1.8%, con sus cables

extensores puede medir hasta 600V AC-DC. Es una herramienta compacta

ergonómica que cuenta un gran conjunto de funciones útiles para la

comprobación de los valores que vamos a obtener con nuestro prototipo. (Fluke

Corporation, 2014)

Gráfico No. 16. Amperímetro Fluke.

Elaboración: Corporación Fluke

Fuente: Productos Fluke.

Se utilizará este medidor manual que tiene una gran precisión de lectura de

amperaje para realizar la validación de resultados obtenidos por el prototipo

propuesto.

42

HERRAMIENTAS DE DESARROLLO

ARDUINO IDE (ENTORNO INTEGRADO DE DESARROLLO)

En la actualidad se encuentran disponibles dos versiones del IDE: Arduino

Online IDE – Arduino Web Editor y Arduino IDE 1.8.5. En nuestro proyecto

utilizaremos el último antes mencionado debido a la facilidad de trabajo sin

contar con conexión a internet. El Arduino IDE 1.8.5 es la versión de escritorio

más actual del IDE, disponible para Windows, Linux y OS X, escrita en java de

software libre, puede ser usada con cualquier placa de Arduino original y

genérica, a través de él se programa usando lenguaje Processing/Wiring, su

aplicación en la enseñanza es muy extendida por su programación basada en

lenguaje C, estándar, simplificada y de fácil aprendizaje. (Arduino, 2017).

Gráfico No.17. Entorno de desarrollo Arduino IDE


Fuente: Impresión de pantalla del componente usado en el diseño.

43

Se usará la herramienta oficial de Arduino para poder escribir las líneas de

código de programación, con las librerías que brindan varias opciones, las que

nos ayudarán a realizar las acciones requeridas por nuestro proyecto.

SQL SERVER 2008 EXPRESS R2

Esta herramienta de (Microsoft, 2017) es un sistema de administración de

edición gratuita, perfecta para crear aplicaciones web de escritorio y servidores

pequeños, tiene un límite de 1 procesador, una base de datos de tamaño

máximo de 10GB y 1GB de memoria. SQL Es una aplicación que nos ayuda a

tener una administración de la información personalizada y organizada, va a

servir para tener un respaldo de la información que se desearía manejar por

medio de la base de datos. Teniendo la información consolidada nos permitirá

realizar consultas de acuerdo la información almacenada.

“Microsoft® SQL Server™ es un sistema de administración y

análisis de bases de datos relacionales de Microsoft para

soluciones de comercio electrónico, línea de negocio y

almacenamiento de datos.” (Microsoft, 2017).

Gráfico No.18. Microsoft SQL Server

Elaboración: Microsoft

Fuente: Foros Microsoft.

44

VISUAL STUDIO 2010

Es un entorno integrado de programación (IDE) de (Microsoft, 2010) donde se

desarrollará la aplicación web de nuestro proyecto. Esta herramienta permite

realizar páginas web usando varios lenguajes de programación, una vez creadas

esas páginas web pueden ser públicas o privadas dependiendo de la necesidad

del desarrollador. En esta página se podrá relacionar información tanto con base

de datos o programas que realicen una actividad específica. Se podrá también

vincular gráficos para que la página sea amigable con el usuario y así poder

interactuar sin problemas.

Gráfico No.19. Microsoft Visual Studio

Elaboración: Microsoft

Fuente: Foros Microsoft.

Microsoft nos dice que:

“Visual Studio es un conjunto completo de herramientas de

desarrollo para la generación de aplicaciones web ASP.NET,

Servicios Web XML, aplicaciones de escritorio y aplicaciones

45

móviles. Visual Basic, Visual C# y Visual C++ utilizan todos el

mismo entorno de desarrollo integrado (IDE), que habilita el uso

compartido de herramientas y facilita la creación de soluciones

en varios lenguajes. Asimismo, dichos lenguajes utilizan las

funciones de .NET Framework, las cuales ofrecen acceso a

tecnologías clave para simplificar el desarrollo de aplicaciones

web ASP y Servicios Web XML.” (Microsoft, 2015).

HTML (HYPERTEXT MARKUP LANGUAGE)

Es un lenguaje de marcado, usado para el desarrollo de páginas web sus siglas

en español significan “Lenguaje de Marcación de Hipertexto”. Debido a la

sencillez de su código puede ser escrito desde un blog de notas, se usa un

conjunto de etiquetas con las que se establecen texto y otros objetos que se

utilizarán en la página web como imágenes, videos, entre otros. La extensión de

los archivos desarrollados en HTML es .htm y .html. Actualmente la última

versión de este es el HTML5, lanzado en octubre del 2014 la cual incorpora

nuevas etiquetas en su programación. (Mozilla Developer, 2017).

ASP.NET

Es un entorno de programación para aplicaciones web desarrollado por

(Microsoft, 2010), que nos permitirá tener un desarrollo web de acuerdo a los

servicios que se desee realizar. Se puede relacionar sin problema con cualquier

código permitido por .NET Framework y es uno de los entornos de programación

que tiene buena comunicación con Visual Studio.

Información general de Asp.Net de Microsoft:

“ASP.NET es un modelo de desarrollo Web unificado que

incluye los servicios necesarios para crear aplicaciones Web

empresariales con el código mínimo. ASP.NET forma parte de

.NET Framework y al codificar las aplicaciones ASP.NET tiene

acceso a las clases en .NET Framework. El código de las

46

aplicaciones puede escribirse en cualquier lenguaje compatible

con el Common Language Runtime (CLR), entre ellos Microsoft

Visual Basic, C#, JScript .NET y J#. Estos lenguajes permiten

desarrollar aplicaciones ASP.NET que se benefician del

Common Language Runtime, seguridad de tipos, herencia, etc.”

(Microsoft, 2017).

SERVIDOR WEB IIS (INTERNET INFORMATION SERVICE)

El IIS o como se lo conoce en idioma español “Servicio de Información de

Internet”, es el servidor que gestiona las páginas de las aplicaciones creadas

bajo los entornos de desarrollo Microsoft. Entre las principales configuraciones

que se pueden realizar en el IIS se encuentran:

Configuración de puerto TCP. A través de este puerto, se comunica el

IIS con las máquinas clientes. Por defecto utilizan el puerto 80, sin

embargo, en ocasiones se necesita cambiar el número de puerto por el

que se requiere que nuestra aplicación salga. La interfaz gráfica del IIS,

permite realizar esta tarea de forma sencilla.

Habilitar funciones SSL. SSL es un protocolo criptográfico que permite

intercambiar información sensible a través de un canal seguro. Cuando

se manejan ciertos datos delicados, la habilitación de este protocolo es

sustancial para que ningún intruso pueda interrumpir o adulterar los

mensajes.

Configuración de página por defecto. Al ser el IIS un gestor de las

páginas de web de los aplicativos que residen en él, a través del mismo

se puede configurar la página de inicio que deseamos que cargue en el

aplicativo cada vez que se acceda a él.

Número máximo de conexiones. Se refiere que a través del IIS, se

puede configurar el número maximo de clientes que se desea limitar para

el acceso a la aplicación de manera simultánea.

Log de aplicaciones. Dentro del IIS existe la opción para habilitar el

registro de las solicitudes http y errores que se pueden presentar en la

aplicación. Por lo general, este registro ayuda al administrador del sitio

47

desde realizar un análisis de estadísticas basadas en este registro, hasta

el análisis de los errores de la aplicación, para proceder a mitigar los

mismos, por lo que representa una gran ayuda para monitorear cualquier

comportamiento anormal que se pueda estar presentando en el

aplicativo.

Configuración de timeout. Este servidor de aplicaciones permite

configurar el tiempo determinado en segundos, que se desea cerrar la

conexión por inactividad del cliente.

Configuración de CPU. Esta funcionalidad del IIS, permite limitar el

ancho de banda, la memoria RAM y la CPU, creando una regla en

servidor.

Seguridad en FTP. Dentro del ISS, podemos configurar el número de

ingresos según los intentos fallidos, permitidos durante un lapso de

tiempo. Esta función permite mantener el acceso a los archivos que se

manejan en una aplicación mucho más seguros.

FUNDAMENTACIÓN LEGAL

El presente trabajo de investigación se basa y se ampara rigorosamente en

procederes y lineamientos de la constitución de la República del Ecuador. En el

decreto ejecutivo No. 1014 de expresidente Economista Rafael Correa Delgado,

como lo indica en el artículo 2, se entiende por software libre a los programas de

computación que se pueden utilizar y distribuir sin restricción alguna. Se

consideran indicaciones en la ley del artículo 17. Donde el estado facilitará el

acceso a las tecnologías de información y comunicación en especial para las

personas y colectividades que carezcan de dicho acceso, solo por la falta de

dinero por comprar aparatos y programas.

En la Constitución de la República del Ecuador, Registro Oficial 449 de 20-oct.-

2008, Última modificación 21-dic.-2015, en el artículo 385, se menciona que el

sistema nación de ciencia, tecnología, innovación y saberes ancestrales, en el

marco del respeto de ambiente hace ver que es importante generar, adaptar y

difundir conocimientos tecnológicos y potenciar los saberes ancestrales y

desarrollar tecnologías e innovación que impulse la producción Nacional a

48

nuevos proyectos que generen la eficiencia y productividad para una mejor

calidad de vida que contribuyen la realización del buen vivir. En este mismo

documento, en el artículo 386, se refiere a programas, recursos o acciones

donde se incorpora a las instituciones del Estado tanto a empresas públicas y

privadas. En el artículo 387, dice que será responsabilidad del Estado, impulsar

los conocimientos donde se pueda promover la producción del conocimiento.

A continuación, citamos literalmente los artículos antes mencionados:

DECRETO EJECUTIVO No. 1014

RAFAEL CORREA DELGADO

EL PRESIDENTE DE LA REPÚBLICA

CONSIDERANDO:

Que el apartado g) del numeral 6 de la carta Iberoamérica de Gobierno

Electrónico, aprobada por el IX conferencia Iberoamericana de Ministros de

administración Pública y Reforma del Estado, realizada en Chile el 1 de Junio de

2007, se recomienda el uso de estándares abiertos y software libre, como

herramientas informáticas

Que es el interés del gobierno alcanzar soberanía y autonomía tecnológica, así

como un significativo ahorro de recursos públicos y que el Software Libre es en

muchas instancias un instrumento para alcanzar estos objetivos;

Que el 18 de Julio Dell 2007 se creó e incorporo a la estructura organiza de la

presidencia de la Republica de la Subsecretaria de Informática, dependiente de

la Secretaria General de la Administración, mediante Acuerdo No. 199 publicado

en el registro oficial No. 193 de 1 de Agosto del 2007.

Que el numeral 1 de artículo 6 del Acuerdo No. 119, faculta a la subsecretaria de

Informática a elaborar y ejecutar planes, programas, proyectos estrategias,

políticas, proyecto de leyes y reglamentos para el uso de Software Libre en las

49

dependencias del Gobierno Central; y; En ejercicio de la atribución que le

confiere el numeral 9 del artículo 171 de la Constitución Política de la Republica;

DECRETA

Artículo 2.- Se entiende por software Libre a los programas de computación que

se pueden utilizar y distribuir sin restricción alguna, que le permitan su acceso a

los códigos fuentes y que sus aplicaciones puedan ser mejoradas. Estos

programas de computación tienen las siguientes libertades:

Utilización del programa con cualquier propósito de uso común.

Distribución sin restricción alguna.

Estudio y modificación del programa (Requisito: código Fuente

disponible).

Publicación del programa mejorado (Requisito: código Fuente disponible).

Artículo 17: El Estado facilitará el acceso a las tecnologías de información y

comunicación en especial para las personas y colectividades que carezcan de

dicho acceso o lo tengan en forma limitada. Habla de un acceso universal donde

la brecha tecnológica es profunda, no solo por la falta de dinero para comprar los

aparatos y los programas, sino sobre todo por la generalizada incapacidad de

usarlos para una real comunicación. Todo esto, con una tecnología que cambia

constantemente y a buen ritmo.

LEY DE PROPIEDAD INTELECTUAL

Título Preliminar

Art.1. El Estado reconoce, regula y garantiza la propiedad intelectual adquirida

de conformidad con la ley, las Decisiones de la Comisión de la Comunidad

Andina y los convenios internacionales vigentes en el Ecuador.

La propiedad intelectual comprende:

1. Los derechos de autor y derechos conexos.

50

2. La propiedad industrial, que abarca, entre otros elementos, los siguientes:

a) Las invenciones;

b) Los dibujos y modelos industriales;

c) Los esquemas de trazado (topografías) de circuitos integrados;

d) La información no divulgada y los secretos comerciales e industriales;

e) Las marcas de fábrica, de comercio, de servicios y los lemas comerciales;

f) Las apariencias distintivas de los negocios y establecimientos de

comercio;

g) Los nombres comerciales;

h) Las indicaciones geográficas; e,

i) Cualquier otra creación intelectual que se destine a un uso agrícola,

industrial o comercial.

3. Las obtenciones vegetales.

Las normas de esta Ley no limitan ni obstaculizan los derechos consagrados por

el Convenio de Diversidad Biológica, ni por las leyes dictadas por el Ecuador

sobre la materia.

SECCIÓN II

OBJETO DEL DERECHO DE AUTOR

Art. 8. La protección del derecho de autor recae sobre todas las obras del

ingenio, en el ámbito literario o artístico, cualquiera que sea su género, forma de

expresión, mérito o finalidad. Los derechos reconocidos por el presente Título

son independientes de la propiedad del objeto material en el cual está

incorporada la obra y su goce o ejercicio no están supeditados al requisito del

registro o al cumplimiento de cualquier otra formalidad.

Las obras protegidas comprenden, entre otras, las siguientes:

a) Libros, folletos, impresos, epistolarios, artículos, novelas, cuentos,

poemas, crónicas, críticas, ensayos, misivas, guiones para teatro,

cinematografía, televisión, conferencias, discursos, lecciones, sermones,

51

alegatos en derecho, memorias y otras obras de similar naturaleza,

expresadas en cualquier forma;

b) Colecciones de obras, tales como antologías o compilaciones y bases de

datos de toda clase, que por la selección o disposición de las materias

constituyan creaciones intelectuales, sin perjuicio de los derechos de

autor que subsistan sobre los materiales o datos;

c) Obras dramáticas y dramático musicales, las coreografías, las

pantomimas y, en general las obras teatrales;

d) Composiciones musicales con o sin letra;

e) Obras cinematográficas y cualesquiera otras obras audiovisuales;

f) Las esculturas y las obras de pintura, dibujo, grabado, litografía y las

historietas gráficas, tebeos, comics, así como sus ensayos o bocetos y

las demás obras plásticas;

g) Proyectos, planos, maquetas y diseños de obras arquitectónicas y de

ingeniería;

h) Ilustraciones, gráficos, mapas y diseños relativos a la geografía, la

topografía, y en general a la ciencia;

i) Obras fotográficas y las expresadas por procedimientos análogos a la

fotografía;

j) Obras de arte aplicada, aunque su valor artístico no pueda ser disociado

del carácter industrial de los objetos a los cuales estén incorporadas;

k) Programas de ordenador; y,

l) Adaptaciones, traducciones, arreglos, revisiones, actualizaciones y

anotaciones; compendios, resúmenes y extractos; y, otras

transformaciones de una obra, realizadas con expresa autorización de los

autores de las obras originales, y sin perjuicio de sus derechos.

Sin perjuicio de los derechos de propiedad industrial, los títulos de programas y

noticieros radiales o televisados, de diarios, revistas y otras publicaciones

periódicas, quedan protegidos durante un año después de la salida del último

número o de la comunicación pública del último programa, salvo que se trate de

publicaciones o producciones anuales, en cuyo caso el plazo de protección se

extenderá a tres años.

52

CONSTITUCIÓN DE LA REPUBLICA DEL ECUADOR

Decreto Legislativo 0

Registro Oficial 449 de 20-oct.-2008

Última modificación: 21-dic.-2015

Estado: Vigente

Art. 385.- El sistema nacional de ciencia, tecnología, innovación y saberes

ancestrales, en el marco del respeto al ambiente, la naturaleza, la vida, las

culturas y la soberanía, tendrá como finalidad:

1. Generar, adaptar y difundir conocimientos científicos y tecnológicos.

2. Recuperar, fortalecer y potenciar los saberes ancestrales.

3. Desarrollar tecnologías e innovaciones que impulsen la producción

Nacional, eleven la eficiencia y productividad, mejoren la calidad de Vida

y contribuyan a la realización del buen vivir.

Art. 386.- El sistema comprenderá programas, políticas, recursos, acciones, e

incorporará a instituciones del Estado, universidades y escuelas politécnicas,

institutos de investigación públicos y privados, empresas públicas y privadas,

organismos no gubernamentales y personas naturales o jurídicas, en tanto

realizan actividades de investigación, desarrollo tecnológico, innovación y

aquellas ligadas a los saberes ancestrales.

El Estado, a través del organismo competente, coordinará el sistema,

establecerá los objetivos y políticas, de conformidad con el Plan Nacional de

Desarrollo, con la participación de los actores que lo conforman.

Art. 387.- Será responsabilidad del Estado:

Facilitar e impulsar la incorporación a la sociedad del conocimiento para

alcanzar los objetivos del régimen de desarrollo.

Promover la generación y producción de conocimiento, fomentar la

investigación científica y tecnológica, y potenciar los saberes ancestrales,

para así contribuir a la realización del buen vivir, al sumak kausay.

53

Asegurar la difusión y el acceso a los conocimientos científicos y

tecnológicos, el usufructo de sus descubrimientos y hallazgos en el

marco de lo establecido en la Constitución y la Ley.

Garantizar la libertad de creación e investigación en el marco del respeto

a la ética, la naturaleza, el ambiente, y el rescate de los conocimientos

ancestrales.

Reconocer la condición de investigador de acuerdo con la Ley.

Art. 388.- El Estado destinará los recursos necesarios para la investigación

científica, el desarrollo tecnológico, la innovación, la formación científica, la

recuperación y desarrollo de saberes ancestrales y la difusión del conocimiento.

Un porcentaje de estos recursos se destinará a financiar proyectos mediante

fondos concursales. Las organizaciones que reciban fondos públicos estarán

sujetas a la rendición de cuentas y al control estatal respectivo.

Art. 424.- La Constitución es la norma suprema y prevalece sobre cualquier otra

del ordenamiento jurídico. Las normas y los actos del poder público deberán

mantener conformidad con las disposiciones constitucionales; en caso contrario

carecerán de eficacia jurídica.

La Constitución y los tratados internacionales de derechos humanos ratificados

por el Estado que reconozcan derechos más favorables a los contenidos en la

Constitución, prevalecerán sobre cualquier otra norma jurídica o acto del poder

público.

Según el reglamento de la Investigación Científica y Tecnológica de la

Universidad de Guayaquil 2011

Título Preliminar

Disposiciones Fundamentales

Objetivo De La Investigación Científica Y

Tecnológica

Artículo 1.- Los objetivos de la investigación en la Universidad de Guayaquil

están concebidos como parte de un proceso de enseñanza único, de carácter

54

docente-investigativo, orientado según norma el Estatuto Orgánico, para permitir

el conocimiento de la realidad nacional y la creación de ciencia y tecnología,

capaces de dar solución a los problemas del país. Las investigaciones dirigidas a

la comunidad tienen por finalidad estimular las manifestaciones de la cultura

popular, mejorar las condiciones intelectuales de los sectores que no han tenido

acceso a la educación superior; la orientación del pueblo frente a los problemas

que lo afectan; y la prestación de servicios, asesoría técnica y colaboración en

los planes y proyectos destinados a mejorar las condiciones de vida de la

comunidad.

Capítulo IV, Coordinación De Investigación De Las Unidades Académicas

Artículo 14.- Las unidades académicas son responsables de la labor

investigativas de sus profesores (as) en Investigadores (as), y trabajaran por

lograr la mayor integración posible de los proyecto de investigación a las

necesidades del desarrollo científico y metodológico del pregrado y el postgrado,

y a los fines de la formación integral y profesional de sus docentes y alumnos.

PREGUNTAS CIENTÍFICA A CONTESTARSE

¿Cuál es el beneficio de implementar un monitoreo perenne de consumo de

energía eléctrica en la empresa Pymes?

¿Cuál será el impacto en el consumo de energía eléctrica de la empresa Pymes,

al establecer una automatización de ciertas áreas?

DEFINICIONES CONCEPTUALES

Energía: Es el movimiento de corriente por medio de un cable conductor

metálico a resultado elemento de generador potencial. Se mide en julios.

(Verger, 2017).

Kilovatios Hora: Es la cantidad de energía eléctrica consumida por una

potencia. 1 kilovatio durante 1 hora. Su abreviatura es kWh. (Definiciones y

traducciones, s.f.).

55

Medición: Valor o resultado de la acción de medir. (Conceptos y definiciones,

2015).

Automatismo: Es la ejecución de un proceso/funcionamiento realizado por un

dispositivo/mecanismo por sí mismo sin la intervención de algún agente exterior.

(De Conceptos, s.f.).

Innovación: Es modificar o crear para mejorar un servicio/producto para su

inclusión al mercado. (Significados, s.f.).

Electrónica: Es el Área donde se contempla a las ciencias de la ingeniera y la

física, la cual se aplica a lo referente al diseño y aplicación de un dispositivo, por

lo que está integrado a los circuitos eléctricos, que genera la trasmisión y

recepción de la información. (Ingeniería Electrónica, 2015).

Amperímetro: Dispositivo el cual tiene la capacidad de medir una corriente

eléctrica. La medida que más se utiliza es la de unidades de amperios, para

realizar estudios de las cargas de corriente eléctrica que ingresa a un dispositivo

o área. (Ingeniería Electrónica, 2016).

Corriente Eléctrica: Es la carga eléctrica equivalente de conductores donde el

total de electricidad determinada por un conductor y la unidad es el sistema

internacional es el amperio. (Física-Lab, s.f.).

Chip: Es un pequeño fragmento de material de semiconductor que domina

varios circuitos integrados, los cuales plasman un números de funciones de

computadoras y módulos electrónicos. (Significados, s.f.).

Circuitos eléctricos: Es el camino por donde la corriente eléctrica se traslada

por medio de conductores y en la cual se envía flujos de cargas, potencial,

voltaje y tensión. (Ingeniería Electrónica, 2015).

Monocromática: Palabra compuesta, de las palabras mono- y cromático. De un

solo color o pigmento. (The Free Dictionary, s.f.).

56

Amperio: Unidad de medida para la intensidad de la corriente eléctrica, su

símbolo es A. (Conceptos y definiciones, 2015).

Sumak kausay: Se refiere a discursos políticos de agrupaciones indígenas del

continente latinoamericano, en especial al movimiento indígena del Ecuador, que

la noción esta traducida como “Buen Vivir”. (El Telégrafo, 2013).

Metodología: Es un conjunto de métodos, categorías, leyes y procedimientos

que orientan los esfuerzos de la investigación hacia la solución de los problemas

científicos con un máximo de eficiencia. (Significados, s.f.).

Datos: Conjunto de propiedades que caracterizan a la realidad que deseamos

estudiar o fenómeno. (Conceptos y definiciones, 2015).

Open source: Es una expresión de la lengua inglesa que pertenece al ámbito de

la informática. Aunque puede traducirse como “fuente abierta”, suele emplearse

en nuestro idioma directamente en su versión original, sin su traducción

correspondiente. (Pérez & Gardey, 2014).

Pyme: Es el acrónimo de pequeña y mediana empresa. Se trata de la empresa

mercantil, industrial o de otro tipo que tiene un número reducido de trabajadores

y que registra ingresos moderados: “Mi padre trabaja en una Pyme”, “Osvaldo

comenzó con una Pyme y hoy es el dueño de una cadena nacional”. (Definición,

2017).

57

CAPÍTULO III

PROPUESTA TECNOLÓGICA

El proyecto está basado en solucionar los problemas que se tienen por la falta

de análisis del consumo y control de energía eléctrica, donde con nuestra

herramienta el usuario/administrador podrá realizar un análisis en base a los

reportes obtenidos por la aplicación web y así luego del análisis, se podrían

tomar medidas correctivas que ayuden a disminuir el consumo energético. En la

aplicación web se podrá observar las potencias máximas de carga que se ha

utilizado en un periodo de tiempo seleccionado, de acuerdo a los artefactos

conectados. Además tener una automatización de ciertos circuitos eléctricos,

llegando a tener un control horario de circuitos específicos para evitar el

consumo innecesario en áreas no ocupadas.

Para el desarrollo del proyecto se ha elaborado una página web donde se podrá

monitorear, sacar reportes históricos, debido a que el prototipo se conecta a una

base de datos mediante la aplicación web donde se van registrando todas las

mediciones de los sensores. Es amigable y de fácil entendimiento para el usuario

básico y es un control óptimo para empresas Pymes. Está orientado para que el

aplicativo sea usado por el administrador de la empresa Pyme, que es el

encargado generalmente de realizar los análisis.

En la implementación de la herramienta se logrará tener la información

organizada y controlada de los parámetros de consumo de energía eléctrica. La

cual son datos tomados de nuestro prototipo para verificar la variación de los

consumos de energía eléctrica de nuestros circuitos electrónicos. Nuestra

solución facilitará el trabajo de análisis con la información suministrada por la

aplicación web.

58

Análisis de factibilidad

Se debió presentar la factibilidad, la validez operativa y la calidad para la

ejecución de los programas y actividades, que se proponen. Fue factible dado el

caso de que la adquisición de las herramientas de diseño y programación tanto

del aplicativo web y del prototipo Arduino son de licencia de software libre y

además los costos de las placas Arduino son bajos en comparación con otras

placas similares, haciendo que nuestro aplicativo web y prototipo sean de bajo

costo comparados con los sistemas actuales de comunicación interpersonal que

existen en muchas empresas.

Este proyecto es de mucha ayuda para la sociedad y el buen vivir, ya que va a

sembrar conciencia en las personas sobre el ahorro de energía, la eficiencia

energética y haciendo que las personas cuiden más el gasto de energía eléctrica

evitando tener encendidos luces o aparatos eléctricos cuando no se estén

utilizando, para que el consumo de energía eléctrica innecesario no se vea

reflejado en las planillas de electricidad, haciendo esto que exista un ahorro

económico considerable gracias al haber realizado el análisis correspondiente

por el aplicativo web y el prototipo realizado. Este aplicativo que es de mucha

ayuda puede ser manejado sin problemas por estudiantes, trabajadores de las

empresas Pymes, servirá para realizar análisis de fácil entendimiento.

Factibilidad Operacional

Esta factibilidad se basa en las probabilidades de poner en ejecución el sistema

propuesto, considerando los beneficios que este da a los usuarios, tomando en

cuenta el costo – beneficio, la necesidad de dar una nueva herramienta de

apoyo a los sistemas actuales, el cual cuenta con monitoreo de consumo de

energía y control de circuitos eléctricos. Nuestro aplicativo web es de fácil uso y

amigable con el usuario, tiene reportes de lo almacenado por el prototipo en la

base de datos, siendo estos de gran ayuda para realizar análisis y así contribuir

con el ahorro de consumo de energía eléctrica mitigando gastos para empresas

Pymes.

59

Algo considerable de este proyecto es que ayuda a las

personas/usuarios/administradores que desconocen como calcular el consumo

de energía eléctrica para mitigar los altos consumos de energía eléctrica. Con

nuestra herramienta se automatiza el proceso de lectura de consumo y también

reportes para que el administrador realice el análisis y así poder tomar

decisiones sobre el consumo de energía eléctrica, adicional automatizar

controles de circuitos eléctricos. Generalmente el administrador carece de

tiempo para realizar análisis y llevar un control de los consumos de energía

eléctrica.

Factibilidad técnica

En forma general se habla de los diferentes componentes utilizados para la

ejecución del aplicativo web, dado que se necesita instalar y configurar en un

computador que permita cargar los componentes a utilizar para el óptimo

funcionamiento del aplicativo web en conjunto con el prototipo.

Hardware:

Tanto para realizar la implementación de nuestro aplicativo web como para el

usuario se necesita un equipo con las siguientes características:

Mínimo 1GB de RAM (se recomiendan 2GB o más)

50GB libres de disco duro

Procesador de 1.4 GHz o superior

Conexión de red local

Para el prototipo se necesita:

Arduino Mega 2560 Rev. 3

Arduino Ethernet Shield W5100

Arduino Energy Monitoring Shield V2.

Módulo de 2 relés.

2 Sensores SCT-030-000.

Pantalla LCD Nokia 5110.

60

Cables conectores.

Adaptador de corriente 9V.

Cable de red.

Software:

El software que se necesita para el servidor web es:

Base de datos (Microsoft SQL Express 2008 R2)

Sistema Operativo (Windows 10)

Explorador Chrome/Firefox (para mejor rendimiento)

Arduino IDE

El software al ser un aplicativo web para los usuarios es básico solo se necesita:

Sistema Operativo (Windows 10)

Explorador Chrome/Firefox (para mejor rendimiento)

Factibilidad Legal

Se utilizó herramientas open Source, con lo cual no se viola ninguna de las leyes

mencionadas en el Capítulo II, ya que las herramientas utilizadas son de libre

uso y distribución. Estas herramientas libres son de mucha ayuda para el buen

vivir y son promotoras de proyectos tecnológicos innovadores, ayudando a la

sociedad. Gracias a esto y a nuestro proyecto el ahorro energético de empresas

Pymes se puede realizar a bajo costo, como nuestro aplicativo web y prototipo

fueron realizados con estas herramientas de código abierto y libre distribución no

habrá problemas legales en su ejecución y comercialización.

Factibilidad Económica

Se puede indicar que para el desarrollo de nuestro proyecto se realizaron las

siguientes inversiones detalladas en los siguientes cuadros, se empezara

mostrando el cuadro de inversión humana donde se consideran a los

desarrolladores e implementadores del proyecto:

61

Cuadro N. 6

Cuadro de inversión humana.

Recurso Cantidad ($)Total

Equipo de desarrollo (3 meses) 2 3000.00

Total 3000.00



En el cuadro de inversión de hardware están los valores del equipo que funciona

como servidor web y del prototipo que se va utilizar:

Cuadro N. 7

Cuadro de inversión de hardware.


Computador 1 500.00

Arduino Mega 2560 1 45.00

Arduino Ethernet Shield 1 20.00

Arduino Energy Monitoring Shield V2 1 20.00

Módulo de relés 1 7.00

Sensor SCT-030-000 2 16.00

Cables conectores 20 2.00

Caja Acrílica para prototipo 1 50.00

Mostrador para prototipo 1 40.00

Total 700.00



Dado que las aplicaciones utilizadas para realizar nuestro proyecto son de libre

distribución tendrán costo $0, las detallaremos a continuación:

Cuadro N. 8

Cuadro de inversión de software.


Microsoft Visual Studio 2010 1 0.00

Base de datos Microsoft SQL Express 1 0.00

62

Arduino IDE 1 0.00

Total 0.00



Para finalizar en el anterior cuadro tenemos el valor total del proyecto, el cual

contiene todas las inversiones realizadas y valores varios:

Cuadro N. 9

Cuadro de inversión resumen de costos.


Inversión de humana 1 3000.00

Inversión de hardware 1 700.00

Inversión software 1 0.00

Movilización 1 100.00

Total 3800.00



ETAPAS DE LA METODOLOGÍA DEL PROYECTO

La metodología utilizada para el desarrollo ágil de la propuesta es SCRUM. Esta

metodología, nos permitió desarrollar el proyecto de manera veloz y flexible, a su

vez dio apertura a la adaptación de funcionabilidades a través de su desarrollo

iteractivo, para así entregar un producto con más valor y calidad para el usuario

final.

“La metodología SCRUM valora mucho más un software funcionando,

en lugar de la extensa documentación.” (Menzinsky, López, & Palacio,

2016).

A continuación, se detallan la documentación necesaria, generada en las etapas

del desarrollo de la propuesta.

63

DEFINICIÓN DE ROLES

Los siguientes son los roles que desempeñan los participantes del proyecto

propuesto:

Propietario del producto. Persona encargada de proporcionar las

funcionabilidades que se requieren para el desarrollo del sistema. El Ing.

Juan Sánchez Holguín, tutor principal del proyecto de titulación es el

encargado de ejercer estas funciones.

Scrum master. Es la persona que tiene por función dar el seguimiento

respectivo al proyecto, generar observaciones y guiar al autor del

proyecto, con el objetivo de que todos los objetivos se cumplan

correctamente. Las personas encargadas en desempeñar estas

funciones son los autores del presente trabajo de titulación, el Sr.

Jegnner Paul Valverde Mejía y el Sr. Gustavo Adolfo Noboa Franco.

Equipo de desarrollo. Es el equipo de trabajo que es encargado del

desarrollo de la propuesta. Las personas encargadas en desempeñar

estas funciones son los autores del presente trabajo de titulación, el Sr.

Jegnner Paul Valverde Mejía y el Sr. Gustavo Adolfo Noboa Franco.

LISTA DE OBJETIVOS (PRODUCT BACKLOG)

En esta etapa se documenta en una lista ordenada, que representa la visión y

expectativas del cliente respecto a los objetivos y entregas del proyecto. Se

encuentra escrito en lenguaje de usuario, tal como lo indica el formato de la

metodología Scrum. En la siguiente tabla se asigna un identificador de

requerimiento, la prioridad, el título y la asignación.

Cuadro N. 10

Lista de gestión de requerimientos (Product Backlog).

ID Titulo Asignación Prioridad Detalle

T001 Diseño de

funcionamiento del proyecto.

Jegnner Valverde

30

Realización de diseño del funcionamiento total del proyecto.

64

T002 Diseño de prototipo. Jegnner Valverde

20

Realización de diseño de hardware del prototipo.

T003 Ensamblaje y conexión

de piezas Arduino. (Prototipo)

Jegnner Valverde

10

Ensamblaje de placas Arduino y conexionado de pantallas y relé.

T004 Programación básica de parámetros generales.

(Prototipo)

Gustavo Noboa

10

Programación de prototipo con parámetros básicos como ID, IP, MAC, etc.

T005 Desarrollo de función de

lectura de sensores. (Prototipo)

Gustavo Noboa

10

Desarrollo de función que lee datos de los sensores del prototipo.

T006 Desarrollo de función para mostrar datos en pantalla. (Prototipo)

Gustavo Noboa

10

Desarrollo de función que muestra en pantalla los datos obtenidos por los sensores.

T007 Diseño y creación de

base de datos. Jegnner Valverde

30

Diseño de modelo entidad relación y creación de la base de datos.

T008 Diseño y creación de pantallas. (aplicación

web)

Jegnner Valverde

10 Diseño de pantallas de la aplicación.

T009

Creación de páginas Aspx de enlace

Arduino/BD lectura/escritura. (aplicación web)

Jegnner Valverde

10

Creación de páginas que actúan de intermediarias entre el prototipo y la base de datos.

T010 Desarrollo de función de escritura en la base de

datos. (Prototipo)

Gustavo Noboa

20

Desarrollo de función que escribe en la base de datos.

T011 Desarrollo de función de

lectura de base de datos. (Prototipo)

Gustavo Noboa

20

Desarrollo de función de lectura de estados de control en base de datos por el prototipo.

T012 Pruebas entre prototipo

y base de datos Jegnner Valverde

20 Pruebas de funcionamiento de

65

mediante la aplicación web.

lectura y escritura en Base de datos por el prototipo.

T013 Programación de hilos y optimización de código

fuente. (Prototipo)

Gustavo Noboa

20

Programación de hilos para control de tiempo de tareas del dispositivo y optimización de código fuente.

T014

Diseño de case (estructura) y

presentación final. (Prototipo)

Jegnner Valverde

20

Diseño de estructura acrílica y montaje del prototipo en case.

T015 Calibración de sensores

y ajustes finales. (Prototipo)

Jegnner Valverde

20

Calibración de sensores para el correcto funcionamiento y ajustes finales del prototipo.

T016 Pruebas del prototipo. Jegnner Valverde

10 Pruebas de funcionamiento del prototipo.

T017 Desarrollo de página de

configuración. (Aplicación web)

Gustavo Noboa

20 Programación de página web de configuraciones.


actividad. (Aplicación web)

Gustavo Noboa

20

Programación de reportes de corriente y potencia.


medición de energía. (Aplicación web)

Gustavo Noboa

20 Programación de reporte de kilovatios/hora.

T020 Desarrollo de página de control de dispositivos.

(Aplicación web)

Jegnner Valverde

20

Programación de la página de control, con control manual y horario.

T021 Agregar características

de seguridad. (Aplicación web)

Gustavo Noboa

30

Creación de usuarios, programación de sesiones, diseño y programación de roles.

T022

Puesta en marcha de inicio de sesión de

usuarios. (Aplicación web)

Jegnner Valverde

10 Programación de la página de inicio de sesión.

T023 Encriptación de

contraseñas. Gustavo Noboa

30 Encriptación de contraseñas para

66

(Aplicación web) seguridad de usuarios.

T024 Pruebas de la

aplicación web. Gustavo Noboa

10

Realización de pruebas de funcionabilidad de página web.

T025 Pruebas y ajustes

finales entre prototipo y aplicación web.

Jegnner Valverde

30

Realización de pruebas de funcionamiento completo del proyecto.



PLANIFICACIÓN DE SPRINTS

Posteriormente a la definición de la lista de objetivos (Product Backlog), se

procede a definir el tiempo de duración de cada Sprint el cual para este proyecto

será de 3 semanas, con lo cual se puede conocer que el número de Sprints a

realizarse serán 3.

SPRINT 1

LISTA DE OBJETIVOS SPRINT 1 (SPRINT BACKLOG 1)

En el siguiente cuadro especificamos la lista de objetivos a cumplirse en el Sprint

1, también se observa la estimación en horas de las tareas a realizarse. Este

Sprint cuenta con 200 SP (Story Points) los cuales están divididos entre las

tareas asignadas.

Cuadro N. 11

Lista de objetivos Sprint 1. (Sprint Backlog 1)

ID Titulo Asignación Detalle Estimación

en horas

T001 Diseño de

funcionamiento del proyecto.

Jegnner Valverde

Realización de diseño de funcionamiento total del proyecto.

5

T002 Diseño de prototipo.

Jegnner Valverde

Realización de diseño de hardware del prototipo.

5

67

T003

Ensamblaje y conexión de

piezas Arduino. (Prototipo)

Jegnner Valverde

Ensamblaje de placas Arduino y conexionado de pantallas y relé.

5

T004

Programación básica de

parámetros generales. (Prototipo)

Gustavo Noboa

Programación de prototipo con parámetros básicos como ID, IP, MAC, etc.

3

T005

Desarrollo de función de lectura de sensores. (Prototipo)

Gustavo Noboa

Desarrollo de función que lee datos de los sensores del prototipo.

5

T006

Desarrollo de función para

mostrar datos en pantalla. (Prototipo)

Gustavo Noboa

Desarrollo de función que muestra en pantalla los datos leídos por los sensores.

5

T007 Diseño y

creación de base de datos.

Jegnner Valverde

Diseño de modelo entidad relación y creación de la base de datos.

6

T008

Diseño y creación de pantallas.

(Aplicación web)

Jegnner Valverde

Diseño de pantallas de la aplicación.

6

T009

Creación de páginas Aspx de

enlace Arduino/BD

lectura/escritura. (Aplicación web)

Jegnner Valverde

Creación de páginas que actúan de intermediarias entre el prototipo y la base de datos.

6

T010

Desarrollo de función de

escritura en la base de datos.

(Prototipo)

Gustavo Noboa

Desarrollo de función que escribe en la base de datos.

3

T011

Desarrollo de función de

lectura de base de datos. (Prototipo)

Gustavo Noboa

Desarrollo de función de lectura de estados de control en base de datos por el prototipo.

3

T012

Pruebas entre prototipo y base

de datos mediante la

aplicación web.

Jegnner Valverde

Pruebas de funcionamiento de lectura y escritura en Base de datos por el prototipo.

2



68

DESARROLLO SPRINT 1

Diseño de funcionamiento del proyecto.

En el siguiente gráfico se mostrará el funcionamiento del sistema propuesto junto

con el prototipo:

Gráfico No. 20. Diagrama de funcionamiento de la herramienta.



De acuerdo al grafico anterior se realiza un esquema operativo general de la

solución propuesta, con el fin de facilitar el desarrollo del mismo. Observaremos

que en un entorno de red local estarán conectados nuestro servidor web y

nuestro prototipo, donde el usuario puede acceder a la aplicación web mediante

un navegador de páginas web desde cualquier dispositivo que esté conectado a

69

la misma red. . El prototipo se comunica con el servidor web de manera invisible

para el usuario, haciendo que él solo vea el entorno del aplicativo web.

El siguiente gráfico muestra el esquema operativo general del sistema

propuesto:

Gráfico No.21. Esquema operativo general.



Para explicar mejor el flujo de la información de nuestro proyecto en base al

esquema operativo general se ha realizado un gráfico en el cual, se observa

que:

70

El (1) es la entrada de datos de los sensores hacia el almacenamiento en el

servidor web, este flujo inicia con el sensor que lee datos de los cables del panel

eléctrico. Los datos entran al prototipo a través de la placa Energy Monitoring

Shield, se procesan en el Arduino Mega y sale del prototipo por el Ethernet

Shield, viaja a través de la red LAN hacia el servidor web, donde una página

ASPX procesa los datos para así almacenarlos en la base de datos.

La entrada (2) es llamada procesamiento, inicia desde el prototipo, donde este

solicita información de estado de sus relé (los cuales realizan el control de

circuitos eléctricos), esta solicitud sale por la Ethernet Shield hacia la red LAN

para comunicarse con el servidor web, el cual recepta la consulta con una página

ASPX, la misma que se comunica con la base de datos procesando la consulta y

devolviendo los datos de los estados de los relés por medio de la misma página

ASPX hacia el prototipo por la red LAN hacia la Ethernet Shield del prototipo. El

Arduino Mega procesa la respuesta de estados y los ejecuta, haciendo que el

módulo de relés se active o no dependiendo del su estado.

La entrada (3) se la ha llamado salida, son las consultas hechas por el usuario.

Esta entrada inicia a través de un navegador de un computador hacia la red

LAN, se comunica con el servidor web que procesa las consultas del usuario,

dependiendo de ello se emite una respuesta hacia el usuario, ya sea de

visualización de reportes de la base de datos o de ejecución de alguna acción

con el prototipo. A continuación, el gráfico:

71

Gráfico No.22. Flujo del esquema operativo general.



Diseño de prototipo.

Se realizó el diseño del prototipo el cual podremos observar en el diagrama

unifilar, el cual se encuentra en el Anexo 4. En el siguiente grafico se observa el

esquema de diseño del prototipo:

72

Gráfico No.23. Esquema de diseño del prototipo.



En el grafico anterior podemos observar el funcionamiento del prototipo con sus

diferentes placas, sensores y actuadores, tal como será ensamblado.

Ensamblaje y conexión de piezas Arduino. (Prototipo)

El prototipo fue realizado en Arduino y cuenta con 5 placas:

Arduino Mega.- Placa base que lleva toda la programación y realiza el

procesamiento general del prototipo.

Arduino Ethernet Shield.- Placa de expansión que realiza la conexión de

red y el envío de la información a través del puerto Ethernet.

Arduino Energy Monitoring Shield.- Placa de expansión que realiza el

procesamiento de los datos recopilados por los sensores.

73

Módulo de relés.- Actúan como interruptores de los circuitos.

Pantalla LCD Nokia 5100.- Muestra las lecturas de corriente en tiempo

real del prototipo

Adicionalmente el prototipo cuenta con 2 sensores SCT-030-000 que se

conectan a la placa Arduino Energy Monitoring Shield por su conector tipo jack

de 3.5mm y estos funcionan transformando la corriente leída por el sensor a un

voltaje adecuado para ser procesado por la placa Arduino.

El ensamblaje se realizó ubicando la placa de Arduino Mega como placa base

inferior, sobre esta se montó la placa Arduino Ethernet Shield y al final sobre

esta última se montó la placa Arduino Energy Monitoring Shield, las placas tanto

del módulo de relés como de la pantalla van conectadas vía cables a la placa

Arduino Mega. La comunicación entre el prototipo y la base de datos es vía

Ethernet a través de la aplicación web, el prototipo realiza el llamado a una

página ASPX que lee o escribe en la base de datos según lo requiera el

prototipo. La programación del sketch del prototipo está realizada en hilos lo que

da la posibilidad de que las funciones internas de él se realicen en tiempos

diferentes, tales como leer o escribir en la base de datos.

Diseño y creación de base de datos.

Con respecto a la base de datos, se realizó el diseño en base a las necesidades

de la aplicación web, usuario y prototipo la configuración de la base de datos en

Microsoft SQL Express, para mayor detalle revisar el diagrama entidad relación

en el Anexo 2. Para el actual proyecto se ha propuesto tener un estimado de 15

meses de datos en registros, estimando que al cumplirse el mes 15 se realice un

proceso de mantenimiento que archive los últimos 3 meses dejando 12 meses

efectivos en registros. Con esto aseguramos tener un periodo anual de lecturas

guardadas para análisis. Este tiempo está configurado previamente en el

prototipo y para determinar el periodo de tiempo en el que el dispositivo hará las

escrituras en la base de datos de las lecturas hechas por los sensores debemos

saber que tenemos las siguientes limitantes:

Se quiere almacenar información en la base de datos de hasta 15 meses.

74

Tenemos un tamaño máximo en la base de datos de 10GB.

El prototipo inserta datos en una fila que tiene 15 columnas.

Este cálculo solo es referencial, detallaremos los valores de cada columna para

saber el valor de un registro (fila), los valores fueron obtenidos de la página

oficial de Microsoft SQL Server:

1 Uniqueidentifider de 16 bytes.

10 Float de 8 bytes cada uno.

1 Int: 4 bytes.

1 Varchar (15) de 15 bytes.

1 Datetime de 8 bytes.

1 Bit de 1 byte

Realizada la sumatoria tenemos un total de 124 bytes por registro, aproximando

que tenemos una holgura para almacenamiento de 8GB (8589934592 Bytes)

para registros de lecturas del prototipo, podremos realizar el siguiente cálculo

aproximado:

Registros por bytes = 124 / 8589934592 = 68273666.06 Registros/bytes

Como el periodo de tiempo que se quiere almacenar es de 15 meses (648000

minutos), solo dividimos el número de registros por el tiempo de almacenamiento

y así tendremos el número máximo de registros que podremos hacer cada

minuto:

Registros/Bytes por minuto = 68273666.06 (Registros/bytes) / 648000 (min) =

106.903806 Registros/Bytes por minuto.

Teniendo esto en cuenta este resultado se puede validar que al realizar un

registro por minuto no habrá inconvenientes a futuro con el almacenamiento de

la base de datos y es viable para efectos de análisis de consumo de energía

eléctrica.

75

Diseño y creación de pantallas. (Aplicación web)

Se crearon varias pantallas las cuales van a ser descritas a continuación:

El menú de actividad, es un área de trabajo que tiene los accesos a los

otros menús. El menú de actividad es donde se visualizan los gráficos de

barras y reportes en base a un rango de fechas seleccionadas por el

usuario, donde se observan los reportes de lo general a lo específico, se

visualizan reportes de los dos sensores del medidor prototipo, los

reportes estarán mostrados en base al tiempo establecido. En el

siguiente gráfico se observa el contenido del menú.

Gráfico No.24. Página de Menú de actividad.



Menú de control, aquí se realiza el control de circuitos eléctricos, el

prototipo realizado cuenta con dos controles de circuitos, tiene botones

que son controles manuales y un programador de horarios de encendido

y apagado de los mismos. Podremos visualizarlo en el siguiente gráfico.

76

Gráfico No.25. Página de menú de control.



Con el prototipo funcionando, la base de datos creada y las páginas de enlace

de la aplicación web entre el prototipo y la base de datos. Se realizaron las

primeras pruebas, obteniendo resultados satisfactorios. Se cumplió

correctamente con los tiempos propuestos y con los puntos de historia para

continuar con el siguiente Sprint.

SPRINT 2



2, también se observa la estimación en horas de las tareas a realizarse. Este

Sprint cuenta con 150 SP (Story Points) que están distribuidos entre las tareas.

Cuadro N. 12

Lista de objetivos Sprint 2.


en horas

T013 Programación de

hilos y optimización de código fuente.

Gustavo Noboa

Programación de hilos para control de tiempo de tareas del

3

77

(Prototipo) dispositivo y optimización de código fuente.

T014

Diseño de case (estructura) y

presentación final. (Prototipo)

Jegnner Valverde

Diseño de estructura acrílica y montaje del prototipo en case.

5

T015 Calibración de

sensores y ajustes finales. (Prototipo)

Jegnner Valverde

Calibración de sensores para el correcto funcionamiento y ajustes finales del prototipo.

3

T016 Pruebas del

prototipo. Jegnner Valverde

Pruebas de funcionamiento del prototipo.

2

T017

Desarrollo de página de

configuración. (Aplicación web)

Gustavo Noboa

Programación de página web de configuraciones.

4

T018

Desarrollo de página de actividad.

(Aplicación web)

Gustavo Noboa

Programación de reportes de corriente y potencia.

4

T019

Desarrollo de página de medición

de energía. (Aplicación web)

Gustavo Noboa

Programación de reporte de kilovatios/hora.

4

T020

Desarrollo de página de control de dispositivos. (Aplicación web)

Jegnner Valverde

Programación de la página de control, con control manual y horario.

4



DESARROLLO SPRINT 2

Programación de hilos y optimización de código fuente. (Prototipo)

En este Sprint 2 se encuentran se culminaron los avances con el prototipo,

llevándolo a etapa de termino. La programación del prototipo se la realizó en

hilos y está orientada a objetos, cuenta con funciones y procedimientos que

hacen que el prototipo sea totalmente operativo e independiente sin necesidad

de interacción humana directamente sobre él, sino a través del aplicativo web. El

78

código fuente del prototipo se encuentra en el la unidad de DVD entregada junto

a este documento.

Diseño de case (estructura) y presentación final. (Prototipo)

Se realizaron varias pruebas en materiales distintos, finalmente esta estructura

fue realizada en acrílico luego de haber realizado algunos modelos de cartón y

palo balsa. A continuación, observamos en diseño de la estructura, cuyos planos

estarán en el Anexo 3:

Gráfico No.26. Diseño de estructura para prototipo.



Calibración de sensores y ajustes finales. (Prototipo)

Antes de realizar las pruebas de funcionamiento se requirió calibrar los sensores

del prototipo. Los sensores YHDC SCT-030-000 como ya revisamos sus

79

características en el capítulo 2 del presente documento cuenta con un rango de

entrada una lectura de corriente de 0 a 100A y una salida de 0 a 50mA y no

posee resistencia de carga.

La librería EmonLib.h que se usa para programar nuestro código nos indica que

debemos calibrar el sensor SCT con la siguiente línea de código:

EnergyMonitor.current (pin entrada, valor de calibración), donde pin de entrada

es el número del conector donde ira nuestro sensor (0,1 o 2) y el valor de

calibración o factor de calibración fue resuelto con la siguiente fórmula:

Gráfico No.27. Fórmula factor de calibración.

Elaboración: Learn | OpenEnergyMonitor.

Fuente: Sensores CT.

Donde I1RMS es la lectura de corriente máxima eficaz de salida del sensor que va

a ser 50mA, I2RMS es la lectura de corriente máxima eficaz de entrada del sensor

que va a ser 100A y RCarga es la resistencia de carga, como este valor lo

desconocemos tendrá que ser calculado. Para calcular la resistencia de carga

OpenEnergyMonitor (proyecto inicial creador de la placa Arduino Energy

Monitoring Shield) nos da la siguiente fórmula:

Gráfico No.28. Fórmula resistencia de carga ideal.



Para la siguiente fórmula AREF será el voltaje suministrado por nuestra placa

Arduino mega que equivale a 5V y para obtener la corriente de pico secundaria

necesitaríamos necesitaremos la siguiente fórmula:

80

Gráfico No.29. Fórmula corriente de pico secundaria.



Como observamos en la fórmula, número de vueltas se refiere al número de

vueltas del devanado secundario del sensor, el mismo que por datos

suministrados por el fabricante es de 2000 vueltas para nuestro sensor SCT-030-

000, la corriente de pico primaria o también llamada corriente de pico máxima,

dicho valor tendremos que calcularlo con la siguiente fórmula:

Gráfico No.30. Fórmula corriente de pico máxima.



Donde corriente RMS es igual a 100A, valor que es la corriente máxima eficaz

que leerá el sensor, multiplicado por raíz de 2, como ya no tendremos más

incógnitas que resolver podemos realizar los cálculos correspondientes:

Corriente de pico máxima = 100A x √2 = 100A x 1.4142 = 141.42A

Con este valor seguimos a la siguiente ecuación:

Corriente de pico secundaria = corriente de pico máxima / no. de vueltas

Corriente de pico secundaria = 141.42A / 2000 = 0.0707A

Con este último valor ya podremos calcular la resistencia de carga ideal para

nuestro sensor:

Resistencia de carga ideal = (AREF / 2) / corriente de pico secundaria

81

Resistencia de carga ideal = (5V / 2) / 0.0707A = 35.4Ω

Con esto solo de tenemos que resolver la ecuación de factor de calibración para

obtener el valor de calibración, entonces:

Gráfico No.31. Resolución de Factor de calibración.



Con esto estará calibrado nuestro sensor y solo nos falta un último paso para

obtener la corriente eficaz, en nuestro código tendremos que llamar a la

siguiente función de la librería EmonLib.h: calcIrms(número de Muestras). Para

obtener el valor que tendremos que ingresar en número de muestras tendremos

que despejar la siguiente fórmula:

Número de muestras = número de ciclos x número de muestras del pin

analógico.

Según el fabricante (Arduino) la velocidad de acceso de los pines analógicos del

Arduino Mega, indica que podrá medir aproximadamente 106 muestras en cada

ciclo y Learn | OpenEnergyMonitor recomienda medir 14 ciclos(es importante

que para el cálculo de la corriente se lo haga ciclos completos). Con esto

tendremos el siguiente resultante:

Número de muestras = número de ciclos x número de muestras del pin analógico

Número de muestras = 14 x 106 = 1484 muestras.

Con estos valores podremos obtener la corriente eficaz para cada sensor SCT-

030-000 en nuestra placa Energy Monitoring Shield V2 con un índice bajo de

error.

82

Pruebas del prototipo.

Se realizaron las pruebas de funcionamiento, obteniendo un prototipo terminado.

Como resultado final el prototipo en estado terminado se ve de la siguiente

manera:

Gráfico No.32. Prototipo Terminado.



Desarrollo de página de configuración. (Aplicación web)

Menú de configuración, aquí están algunos parámetros mismos de la aplicación

web, usuario y configuración del prototipo, tendrán que ser configurados

previamente y de manera manual para poder visualizar datos.

83

Gráfico No.33. Página de menú de configuración.



Desarrollo de página de actividad. (Aplicación web)

A la corriente eléctrica se la conoce también como intensidad, de ahí proviene su

símbolo I, se mide en Amperios (A) y cada señal esta referenciada como IRMS

refiriéndose a los símbolos I y RMS que significa intensidad de la corriente

eficaz. En estos reportes se pueden observar las mediciones realizadas por los

sensores del prototipo, de ambos sensores o de manera independiente según lo

seleccione el usuario. Estos datos son enviados por el prototipo en un periodo de

tiempo (previamente configurado en el prototipo) a través de nuestra aplicación

web. La información es mostrada en gráfico de barras y como listado, totalizando

los consumos de corrientes eléctricas máximas y mínimas en el periodo de

tiempo antes seleccionado. Adicionalmente se muestra el detalle de los

consumos de corriente eléctrica dentro del mismo periodo de tiempo. A

continuación, un ejemplo de nuestro reporte en el siguiente gráfico:

84

Gráfico No.34. Ejemplo de reporte de corriente.



La potencia, su símbolo es P y se la mide en Watts (W), esta variable tiene

algunas fórmulas para calcularla dependiendo que variables que se conozcan.

En nuestro caso usamos una fórmula puntual ya que conocemos el valor del

voltaje y de la intensidad de la corriente. Es calculada internamente en un

procedimiento almacenado de la base de datos por cada registro insertado en la

misma por el prototipo. La fórmula para el cálculo de la potencia es:

Gráfico No.35. Fórmula de potencia.



Según la fórmula expuesta en el gráfico anterior, para resolver la ecuación

necesitaremos de una corriente (I) multiplicada por un voltaje (V), donde la

corriente obtenida por el prototipo de medición y sus sensores mientras que el

85

voltaje será obtenido de la base de datos. Este valor de voltaje será configurado

previamente en la aplicación web por dispositivo (prototipo). A continuación, un

ejemplo de cómo es mostrada la información en el siguiente gráfico:

Gráfico No.36. Ejemplo de reporte de potencia.



Desarrollo de página de medición de energía. (Aplicación web)

La energía siendo su símbolo es E se la mide en KWh, este reporte nos muestra

el consumo de energía en el periodo de tiempo seleccionado por el usuario. Este

valor es calculado internamente por un proceso almacenado de la base de

datos. Su fórmula es:

Gráfico No.37. Fórmula de consumo de Energía.



86

Donde P es la potencia ya calculada en (kW) y t es el periodo de tiempo en el

que se consumió dicha potencia ya mencionada expresada en horas, los valores

de costos de energía son configurados previamente en el aplicativo web, y se

muestra su reporte de la siguiente manera:

Gráfico No.38. Ejemplo de reporte de Energía.



SPRINT 3



3, se observa la estimación en horas de las tareas a realizarse. Este Sprint

cuenta con 120 SP (Story Points) que están distribuidos entre las tareas.

87

Cuadro N. 13

Lista de objetivos Sprint 3.


en horas

T021

Agregar características de

seguridad. (Aplicación web)

Gustavo Noboa

Creación de usuarios, programación de sesiones, diseño y programación de roles.

3

T022

Puesta en marcha de inicio de sesión de

usuarios. (Aplicación web)

Jegnner Valverde

Programación de la página de inicio de sesión.

2

T023 Encriptación de

contraseñas. (Aplicación web)

Gustavo Noboa

Encriptación de contraseñas para seguridad de usuarios.

2

T024 Pruebas de la

aplicación web. Gustavo Noboa

Realizar pruebas de funcionabilidad de página web.

3

T025 Pruebas y ajustes

finales entre prototipo y aplicación web.

Jegnner Valverde

Pruebas de funcionamiento completo del proyecto.

3



DESARROLLO SPRINT 3

Agregar características de seguridad. (Aplicación web)

Para las contraseñas de usuario se implementó encriptación con SHA1 (Secure

Hash Algorithm) de una vía unilateral desde el aplicativo web a la base de datos.

Puesta en marcha de inicio de sesión de usuarios. (Aplicación web)

La página inicial de la aplicación web es la del ingreso de usuarios, donde este

se autenticará con sus respectivas credenciales y dependiendo del tipo de

usuario podrá acceder o no a todos los menú.

88

Gráfico No.39. Página de Inicio de sesión.



Cada usuario tiene diferentes roles dentro de la aplicación web. Los tipos de

usuario son:

Usuario monitoreo.- Este usuario puede ver e imprimir los reportes

históricos de consumo de medidor prototipo (dos sensores por prototipo)

en un periodo de tiempo especificado por el usuario.

Usuario técnico.- Solo puede modificar los aspectos técnicos de los

dispositivos, no visualiza reportes ni tiene acceso a los controles.

Usuario administrador.- Este usuario es el más avanzado tiene todos los

permisos de la aplicación web, como sacar reportes, activar o desactivar

medidores prototipo, crear usuarios, asignar roles, etc.

Pruebas y ajustes finales entre prototipo y aplicación web.

Como se indicó previamente en el capítulo I de este documento se realizaron las

pruebas de nuestro prototipo y aplicación web de monitoreo y control en un

ambiente controlado de un hogar. Utilizando dos circuitos para monitoreo son de

89

tomacorrientes sala y refrigeradora, como primera instancia vamos a observar la

conexión física de los sensores SCT-030-000:

Gráfico No.40. Conexión de los sensores SCT-030-000.



En el gráfico anterior podemos observar como el sensor abraza el cable de

energía y siendo de fácil instalación por ser de núcleo abierto. Para la conexión

de estos circuitos a los relés podremos observar el siguiente gráfico:

Gráfico No.41. Conexión de circuitos a relés del prototipo.



90

Para realizar estas conexiones por seguridad, se las realizo con el circuito fuera

de línea y con las herramientas adecuadas. Los circuitos que se controlaron son

de alumbrado interno y bomba de agua. Una vez realizada estas dos conexiones

solo se conectó la alimentación de energía y el cable de red para que se realice

el encendido y comunicación el prototipo, se tomaron lecturas en conjunto con el

amperímetro Fluke verificando que los valores obtenidos sean correspondientes

a los del prototipo.

El montaje se realizó en la pared y a un lado del panel de circuitos del domicilio,

para recrear un ambiente real de trabajo. Estas pruebas tuvieron una duración

de 3 horas. Con esto el proyecto propuesto queda en funcionamiento

comunicándose correctamente el prototipo en conjunto del el servidor web.

Gráfico No.42. Prototipo operativo.



91

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

Para la realización de nuestro proyecto se realizó y siguió un cronograma de

actividades basado en la lista de objetivos (Product Backlog) de la metodología

Scrum. Con el siguiente cronograma general, se tuvo cumplimiento semana a

semana de lo requerido, realizando 3 Sprints de 3 semanas cada uno y poder

cumplir correctamente con los tiempos de entrega establecidos para este

proyecto. Para más detalle del cronograma ver Anexo 1:

Cuadro N. 14

Cronograma general de actividades.

Nombre de Tarea Duración Comienzo Fin

Desarrollo de Aplicativo Web y Prototipo

72 días 26/10/2017 5/1/2018

Elaboración de trabajo de Titulación

72 días 26/10/2017 5/1/2018

Elaboración del Aplicativo Web y Selección de Hardware

20 días 16/10/2017 4/1/2018

Análisis de Software y Hardware 7 días 5/11/2017 11/11/2017

Desarrollo de Prototipo 16 días 12/11/2017 27/11/2017

Pruebas Preliminares 26 días 28/11/2017 23/12/2017

Correcciones y Ajustes Finales 13 días 24/12/2017 4/11/2018



• Entregables del proyecto

Aquí podemos encontrar los documento que se van a entregar como anexos

en el proyecto son los siguientes:

Diseño unifilar del prototipo.

Diseño de la estructura contenedora del prototipo.

Aplicación desarrollada.

Código fuente de la aplicación.

Cronograma de las Actividades.

Manual de Usuario.

92

Manual Técnico.

Manual de Usuario

En el Manual de usuario se va a encontrar lo siguiente:

Descripción del funcionamiento del sistema.

Descripción de las Características

Descripción de las Interfaces

Descripción de los Accesos

Descripción de Configuraciones

Descripción de Reportes

Descripción de Almacenamiento

Manual Técnico

Dentro del manual técnico se encontrará lo siguiente:

Informe de configuración

Diccionario de Datos

Lista de principales plugin utilizados

CRITERIOS DE VALIDACIÓN DE LA PROPUESTA

Se determinó que el trabajo que se ha realizado de la página Web cumple con

las funcionalidades que se detallan a continuación:

Ingreso y registro de usuarios y además recuperación de la contraseña

de su cuenta.

Asignar los roles de los diferentes usuarios registrado en la página web.

No tener límite de tiempo para escoger una opción dentro la página web.

Visualizar reportes de los sensores, las mediciones realizadas en el

historial, el cual el usuario podrá escoger de acuerdo a la necesidad el

rango de tiempo que desee visualizar.

93

Se realizó el flujo de trabajo para hacer la validación de tiempos para observar si

el proyecto ha sido desarrollado correctamente y escogido los elementos

adecuados para la revisión y aprobación tanto por el tutor y revisores y para

seguir con la publicación del mismo. A continuación, se citarán dos criterios

técnicos de profesionales, ver más criterios en Anexo 11:

El PhD. Renán Xavier Zambrano Aragundy, de la empresa CNEL EP.

(Guayaquil), área Comercial, cargo Director Comercial nos indica: “El equipo

tiene una buena presentación; esto es, compacto y amigable para el uso

del usuario. Su aplicación es posible tanto en tópicos de la eficiencia

energética como en el control de consumo de energía del usuario

residencial o comercial. Como sugerencia, sería interesante evaluar un

análisis económico de posible optimización por cambio de tarifa (día /

noche) para el usuario. Así mismo, un mensaje (email/SMS) de consumo

estimado, cuantificado en términos de energía y monetario lo demandado

en el mes por el usuario.” (001).

El Ing. Jorge Macías, de la empresa Melacorp S.A., área de automatismo y

control, cargo Implementador de sistemas de automatismo, nos dice lo siguiente:

“El prototipo muestra un diseño compacto y simplificado, lo cual agilita su

puesta en marcha al tratarse de un elemento no invasivo para los paneles

de distribución, muestra versatilidad al poder monitorear circuitos de 110V

o 220V en baja tensión. El complemento de la herramienta web genera

información valiosa desconocida o ignorada hasta ahora por el segmento

de mercado al cual atiende dicho prototipo. Al examinar los componentes

físicos y herramientas de software utilizadas en la fabricación del prototipo

se evidencian de componentes y herramientas de total vigencia lo que

garantiza una sostenibilidad a lo largo del tiempo, en temas de

mantenimiento y repuestos.” (002).

94

POBLACIÓN Y MUESTRA

Las empresas Pymes en la ciudad de Guayaquil ascienden aproximadamente a

6520 según datos del Instituto Nacional de Estadísticas y Censos, INEC en el

año 2016, último censo de empresas realizado por esta institución.

Para obtener la muestra necesitamos la siguiente formula:

Gráfico No.43. Fórmula de la muestra.



Se desarrolló la fórmula con un margen de error del 5% y un nivel de confianza

del 95%, conociendo que el tamaño de la población es 6520:

Gráfico No.44. Desarrollo de fórmula de la muestra.



95

Teniendo como resultado que el valor de la muestra es 362,78, que redondeado

es 363. El presente trabajo está enfocado al control de consumo de energía

eléctrica (corriente eléctrica - amperios) en empresas tipo PYMES; ante la serie

de normativas para poder realizar mediciones en los diferentes empresas de la

ciudad de Guayaquil (permiso de CNEL, identificaciones, etc.), y con la finalidad

de determinar los criterios que serán usados para seleccionar los componentes

que conforman el tamaño de la muestra, se ha considerado la necesidad, de que

el mismo tamaño de la población a elegir será el mismo tamaño de la muestra.

El tamaño de la muestra es 363 y es un número alto, para realizar las encuestas

convencionales en las empresa pymes, por lo que se necesita tener un mejor

resultado en las encuestas tomando datos más pequeños, por lo tanto se

realizará un tipo de encuesta de ocasión, usando como muestra 30 entre

hogares (15) y empresas Pymes (15), para la solución de nuestras investigación.

Este criterio lo realizamos en base al principio estadístico, sobre poblaciones

normalmente distribuida, por lo tanto mediante el uso del teorema del límite

central la cual permite considerar una población de la que se extraen muestras

de tamaño n ≥ 30, se procede a realizar las tomas de consumo eléctrico en

diferentes áreas, cuyo marco muestral a considerar es el sector de (Sauces IV),

de la ciudad de Guayaquil.

“Asimismo, debemos recordar que en el caso de los

experimentos, la muestra representa el balance entre un mayor

número de casos y el número que podamos manejar.

Recordemos que la mayoría de las pruebas estadísticas exigen

15 casos como mínimo por grupo de comparación.” (Hernández-

Sampieri et al., 2013).

ENCUESTA

Se realizó una encuesta en base a lo planteado anteriormente a las 15 empresas

Pymes y a los 15 hogares:

96

Pregunta No. 1: ¿Cómo se siente al saber que el aplicativo Web permite

monitorear la carga consumida por el circuito eléctrico?

Cuadro N. 15

Respuesta de la Pregunta No. 1.

¿Cómo se siente al saber que el aplicativo Web permite

monitorear la carga consumida por el circuito

eléctrico?

MUY SATISFECHO 67%

SATISFECHO 33%

INSATISFECHO 0%

MUY INSATISFECHO 0%



Gráfico No.45. Pregunta No. 1



Análisis: Como podemos ver en la mayoría está interesado de que la empresa

conste con un monitoreo permanente de los circuitos eléctricos por el porcentaje

que se ha obtenido a realizar a encuesta a los colaboradores de la empresa.

97

Pregunta No. 2: ¿Cómo considera al aplicativo web al permitir realizar

automatización de encendido y apagado de los circuitos eléctricos?

Cuadro N. 16


¿Cómo considera al aplicativo web al permitir

realizar automatización de encendido y apagado de los

circuitos eléctricos?

MUY SATISFECHO 73%

SATISFECHO 27%

INSATISFECHO 0%

MUY INSATISFECHO 0%






Análisis: La mayoría de los encuestados de la empresa Pymes les gustaría con

tener una automatización de control en los circuitos eléctricos, por lo que cuenta

con un encendido y apagado para el ahorro de consumo energía eléctrica.

98

Pregunta No. 3: ¿Qué Satisfacción tiene al saber que el sistema permite

almacenar los datos obtenidos del circuito eléctrico?

Cuadro N. 17


¿Qué Satisfacción tiene al saber que el sistema permite

almacenar los datos obtenidos del circuito

eléctrico?

MUY SATISFECHO 93%

SATISFECHO 7%

INSATISFECHO 0%

MUY INSATISFECHO 0%






Análisis: Los encuestados se puede observar de acuerdo a los datos de la

encuesta ya que cuenta con una base de Datos que permite el almacenamiento

de los datos que se está censando en los circuitos eléctricos.

99

Pregunta No. 4: ¿Qué satisfacción tendría del aplicativo web al procesar en

tiempo real la información del monitoreo de los circuitos eléctricos?

Cuadro N. 18


¿Qué satisfacción tendría del aplicativo web al

procesar en tiempo real la información del monitoreo de los circuitos eléctricos?

MUY SATISFECHO 100%

SATISFECHO 0%

INSATISFECHO 0%

MUY INSATISFECHO 0%






Análisis: Como se pude observar de acuerdo a las encuestas obtenida a los

trabajadores de la empresa Pymes que al procesar información en tiempo real

de los censo de carga de los circuitos eléctricos tiene toda la aceptación de que

realice un monitoreo en tiempo real.

100

Pregunta No. 5: ¿Cómo se siente al visualizar los reportes para el análisis

del consumo de energía para la toma de decisiones?

Cuadro N. 19


¿Cómo se siente al visualizar los reportes para el análisis

del consumo de energía para la toma de decisiones?

MUY SATISFECHO 90%

SATISFECHO 10%

INSATISFECHO 0%

MUY INSATISFECHO 0%






Análisis: De acuerdo a la información obtenida se puede ver la aceptación de

que permita visualizar reportes de la información almacenada, que será de gran

ayuda para el análisis del consumo de energía eléctrica.

101

Pregunta No. 6: ¿Considera importante la ayuda del análisis de medición y

monitoreo de los circuitos eléctricos de las empresas Pymes en

Guayaquil?

Cuadro N. 20


¿Considera importante la ayuda del análisis de

medición y monitoreo de los circuitos eléctricos de las

empresas Pymes en Guayaquil?

MUY SATISFECHO 87%

SATISFECHO 13%

INSATISFECHO 0%

MUY INSATISFECHO 0%






Análisis: Existe gran aceptación de que el sistema permita ayudar a realizar un

análisis óptimo de la información tomada del monitoreo de los circuitos eléctricos

en la empresas Pymes.

102

Pregunta No. 7: ¿Cuán importante considera tener almacenado el histórico

de consumo de energía eléctrica de los circuitos eléctricos de la empresa

Pymes en Guayaquil?

Cuadro N. 21


¿Cuán importante considera tener almacenado el histórico

de consumo de energía eléctrica de los circuitos eléctricos de la empresa

Pymes en Guayaquil?

MUY SATISFECHO 93%

SATISFECHO 7%

INSATISFECHO 0%

MUY INSATISFECHO 0%






Análisis: Como podemos ver que exista aceptación de que se pueda almacenar

la información tomada del censo de circuitos eléctricos, el cual se puede hacer

consultas diarias o mensuales.

103

Pregunta No. 8: ¿Cómo se siente al saber que el aplicativo Web evita ir

físicamente a realizar pruebas de los circuitos eléctricos al ser

monitoreado?

Cuadro N. 22


¿Cómo se siente al saber que el aplicativo Web evita ir

físicamente a realizar pruebas de los circuitos eléctricos al

ser monitoreado?

MUY SATISFECHO 83%

SATISFECHO 17%

INSATISFECHO 0%

MUY INSATISFECHO 0%






Análisis: Como se puede ver existe gran aceptación al saber que los técnicos

no tendrán que ir físicamente a realizar pruebas de censo de carga, ya que el

aplicativo web brinda la facilidad de transmitir los datos y visualizarlos en tiempo

real.

104

Pregunta No. 9: ¿Cómo se siente al visualizar los resultados y observar el

funcionamiento del aplicativo web para el beneficio de la empresa pymes?

Cuadro N. 23


¿Cómo se siente al visualizar los resultados y observar el

funcionamiento del aplicativo web para el beneficio de la

empresa pymes?

MUY SATISFECHO 97%

SATISFECHO 3%

INSATISFECHO 0%

MUY INSATISFECHO 0%






Análisis: Como podemos ver la mayoría de las personas están interesadas en

que la aplicativo web puede visualizar los datos obtenidos y observar el

funcionamiento en tiempo real para el beneficio de la empresa Pymes.

105

Pregunta No. 10: ¿Qué áreas se sugeriría en la empresa Pymes en

Guayaquil para el monitoreo y automatización del consumo de energía

eléctrica?

Cuadro N. 24


¿Qué áreas se sugeriría en la empresa Pymes en Guayaquil

para el monitoreo y automatización del consumo

de energía eléctrica?

SISTEMAS 50%

FINANCIERO 23%

RECURSOS HUMANOS

13%

COMERCIAL 14%






Análisis: Como podemos ver que la mayoría de las personas consideran que el

área de sistema debe ser unas de las áreas que debe estar monitoreada y

automatizada por lo que se tiene mayor consumo de energía eléctrica, después

de Financiero, Comercial y Recursos Humanos.

106

EXPERIMENTACIÓN

Para nuestro proyecto se realizó una batería de pruebas en 15 diferentes

hogares y 15 empresas Pymes, que consistió en medir 2 áreas con la solución

expuesta y comparar las mediciones obtenidas con las de un amperímetro marca

Fluke modelo 322. Con estos datos recopilados obtener el porcentaje de error

mediante el cálculo de la siguiente fórmula:

Gráfico No.55. Fórmula de porcentaje de error.



En la fórmula del gráfico anterior tenemos que valor verdadero es equivalente al

valor obtenido por el amperímetro, y valor aproximado, el valor obtenido por

nuestro prototipo. La resolución de esta ecuación nos da el porcentaje de error

de nuestro prototipo. A continuación, se muestra un cuadro de experimentación

de ejemplo, para ver todos los cuadros en detalles revisar Anexo 6:

Cuadro N. 25

Cuadro de porcentaje de error de lecturas.

Electrodoméstico Lectura

Multímetro (A) Lectura

Prototipo (A) % Error

1 13,21 13,23 0,15

2 16,54 16,56 0,12



Con las pruebas de campo realizadas en hogares y empresas Pymes, en 2

áreas distintas se pudo observar que el prototipo presenta el siguiente

comportamiento: A menor amperaje de lectura se genera un mayor porcentaje

de error, mientras mayor amperaje menor porcentaje de error, con lo cual se

107

concluye que el prototipo es más preciso al momento de realizar las lecturas con

sus sensores cuando hay cargas (dispositivos conectados) de consumo elevado

(más de 1A).

108

CAPÍTULO IV

Criterios de aceptación del producto o Servicio

En la actualidad, la tendencia por el uso de aplicaciones tipo web nos asegura la

aceptabilidad de la gran mayoría de los usuarios. Al ser adaptable, puede ser

usada en el navegador de los dispositivos móviles y/o computadores con

diferente sistema operativo. Al contar con un entorno amigable y de fácil manejo,

asegura que los usuarios tengan mayor aceptación hacia la herramienta.

Respecto al prototipo, el fabricante de las piezas Arduino nos indica que las

mismas pueden trabajar sin problemas 24 horas 7 días de la semana

continuamente durante aproximadamente 3 años continuos. Esto se reduce si se

llega a tener problemas con la alimentación de energía externa, cortocircuitos,

sobrecalentamiento, también depende de su entorno de trabajo si es interior o

exterior. Para asegurar su vida útil.

El prototipo cuenta con una carcasa protectora con orificios de ventilación, quien

va a trabajar en un ambiente interior y protegido del medio gracias a su carcasa,

con una fuente de alimentación continua de 9V para evitar sobrecargas. Tiene

un rendimiento con un bajo porcentaje de error lo que nos asegura sus

capacidades óptimas de funcionamiento. Al ser de fácil instalación hace que su

nivel de aceptación sea más alto.

Informe de aceptación y aprobación para productos de software/ hardware

Este informe de aceptación y aprobación se lo hizo en conjunto de las encuestas

realizadas en base lo analizado anteriormente al principio estadístico, sobre

poblaciones normalmente distribuidas explicado anteriormente a 15 hogares y 15

empresas tipo Pymes. Con la finalidad de que el usuario final este conforme con

la solución propuesta. A continuación, el siguiente cuadro mostrará los

resultados:

109

Cuadro N. 26

Informe de aceptación y aprobación.

CRITERIOS

MU

Y S

AT

ISF

EC

HO

SA

TIS

FE

CH

O

INS

AT

ISF

EC

HO

MU

Y

INS

AT

ISF

EC

HO

PARÁMETROS TÉCNICOS Y FUNCIONALES

1

Ingreso al sistema cuando esté conectado de la Red de la Empresa Pymes a través de un navegador Web

X

2 El tiempo de carga del sistema y vista de sus modulo es en tiempo real

X

3

Facilidad para acceder al sistema Web por medio de usuarios registrados con sus respectivos roles

X

4 Diseño y funcionamiento amigable y adaptables para el usuario

X

5

El Sistema permite una fácil apreciación de los datos en forma entendible

X

6 Transparencia en los procesos del Sistema

X

7 Disponibilidad del Sistema

X

8

Facilidad para poder incorporar nuevos módulos u opciones adicionales al Sistema

X

Total 80% 20% 0% 0%



110

Gráfico No.56. Resultado de validación técnica y funcional.



Análisis: Con la respectiva valoración de los criterios, obtenemos el 80% de

Muy satisfecho y 20% Satisfecho. Lo cual nos permite aprobar las validaciones

técnicas y funcionales que se han planteado sobre el sistema web para la

automatización y el monitoreo de los circuitos eléctricos de las empresas Pymes.

Informe de aseguramiento de la calidad para productos de software/

hardware

El producto realizado busca tener un servicio de calidad y óptimo funcionamiento

para no exista inconformidad al momento de su utilización por parte de los

usuarios. El cual cuenta con mecanismos de control de acceso a la aplicación

web. Cuenta con variables parametrizables por el usuario para cambios futuros

de estos valores y no quede obsoleta con el tiempo.

De acuerdo a los profesionales entrevistados se obtuvieron buenas reseñas para

el proyecto, ya que el interés de la viabilidad como una solución para el ahorro

de energía eléctrica para los usuarios comerciales en consumos de 110/220

111

Voltios. De las dos entrevistas realizadas a profesionales, se realizó el siguiente

informe de calidad del proyecto de titulación.

Cuadro N. 27

Informe de aseguramiento de la calidad.

PROPÓSITO DEL PROYECTO

Desarrollar una solución de página Web que permita el acceso al monitoreo de consumo de energía eléctrica.

Ap

rob

ad

o

Definir las áreas de los circuitos eléctricos que se va a monitorear.

Visualizar el histórico del consumo de energía eléctrica de la Base de Datos.

Automatizar Circuitos eléctricos para la programación del encendido y apagado de las áreas.

Registrar en la Base de Datos la información del consumo de energía eléctrica de los circuitos eléctricos monitoreado.

Definir los Usuarios que van a utilizar la página Web para el monitoreo.

Registrar nuevos usuarios para el uso de la aplicación Web.

Definir los roles que se van a utilizar en la página web.

CRITERIOS DE ACEPTACIÓN

Sistema cumple con el diseño propuesto, permite la usabilidad.

Ap

rob

ad

o

Permite procesar reporte de la Base de Datos.

Fácil manejo para ver el histórico de la información almacenada de los circuitos eléctricos.

Información que permite mostrar el consumo de energía eléctrica sirve para el análisis de consumo.

Fácil administración de los usuarios del sistema.

Proceso permite realizar análisis por líneas de circuitos eléctricos.

Sistema cumple con la automatización de encendido y apagado de los circuitos eléctricos.

TAREAS

Se desarrolla las partes gráficas del Sistema.

Ap

rob

ad

o

Se considera aspectos de usabilidad.

Se realizó pruebas técnicas accediendo al aplicativo Web desde diferentes dispositivos.

Se incorpora módulo de control de energía.

112

Se agrega consumo de energía.



CONCLUSIONES

El sistema web cuenta con gráficos de barras y tablas que muestran las

lecturas tomadas en los circuitos eléctricos en un periodo de tiempo

especificado por el usuario permitiendo al mismo realizar el análisis de

consumo de energía eléctrica.

Se logró comprobar que el prototipo realiza medición eficiente y

monitoreo permanente de los circuitos eléctricos seleccionados, además

se comunica con la aplicación web misma que almacena las lecturas en

la base de datos, con un tiempo de almacenaje estimado de 12 meses.

Mediante nuestro prototipo se determinó las áreas en las que se obtiene

un mayor ahorro de energía eléctrica automatizando circuitos eléctricos.

Se diseñó, ensambló y programó un prototipo funcional teniendo como

base un controlador Arduino, en conjunto de sensores y actuadores que

permiten monitorear consumo y controlar energía eléctrica.

Se implementó con éxito la solución propuesta logrando un monitoreo

permanente y control de dos circuitos eléctricos.

RECOMENDACIONES

Previamente al uso del software se recomienda realizar las

configuraciones del medidor de energía (prototipo) también deberán ser

realizadas en la aplicación web, para que el sistema funcione

correctamente.

Darle mantenimiento periódico al sistema con la finalidad de garantizar el

correcto funcionamiento.

Realizar las conexiones de energía eléctrica a los relés, con los

respectivos circuitos fuera de línea para evitar accidentes.

113

El prototipo puede funcionar con conexión Wireless si se le adiciona la

tarjeta y código respectivo.

El prototipo puede sensar el voltaje desde las líneas directamente si se

adiciona la tarjeta compatible para Arduino de lectura de voltaje.

El sistema diseñado puede ser usado también en hogares y condominios.

114

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117

ANEXOS

118

ANEXO 1. Cronograma

119

ANEXO 2. Modelo entidad relación de la base de datos

120

ANEXO 3. Diseño de estructura para prototipo

123

ANEXO 4. Diagrama unifilar del prototipo

124

ANEXO 5. Formulario de encuesta

125

ANEXO 6. Cuadros de experimentación

Experimentación 1

Área Lectura



1 13,21 13,23 0,15

2 16,54 16,56 0,12

Experimentación 2

Área Lectura



1 6,83 6,85 0,29

2 10,44 10,46 0,19

Experimentación 3

Área Lectura



1 5,62 5,64 0,36

2 8,52 8,54 0,23

Experimentación 4

Área Lectura



1 11,89 11,91 0,17

2 10,45 10,47 0,19

Experimentación 5

Área Lectura



1 11,99 12,01 0,17

2 7,88 7,90 0,25

Experimentación 6

Área Lectura



1 11,99 12,01 0,17

2 7,88 7,90 0,25

126

Experimentación 7

Área Lectura



1 12,83 12,85 0,16

2 8,66 8,68 0,23

Experimentación 8

Área Lectura



1 11,82 11,84 0,17

2 8,96 8,98 0,22

Experimentación 9

Electrodoméstico Lectura



1 12,23 12,25 0,16

2 10,15 10,17 0,20

Experimentación 10

Área Lectura



1 12,37 12,39 0,16

2 10,6 10,62 0,19

Experimentación 11

Área Lectura



1 12,38 12,40 0,16

2 7,71 7,73 0,26

Experimentación 12

Área Lectura



1 9,76 9,78 0,20

2 11,23 11,25 0,18

Experimentación 13

Área Lectura



1 17,88 17,90 0,11

2 10,71 10,73 0,19

127

Experimentación 14

Área Lectura



1 12,58 12,60 0,16

2 8,45 8,47 0,24

Experimentación 15

Área Lectura



1 11,83 11,85 0,17

2 8,33 8,35 0,24

Experimentación 16

Área Lectura



1 12,18 12,20 0,16

2 8,88 8,90 0,23

Experimentación 17

Área Lectura



1 12,11 12,13 0,17

2 10,31 10,33 0,19

Experimentación 18

Área Lectura



1 11,37 11,39 0,18

2 7,83 7,85 0,26

Experimentación 19

Área Lectura



1 12,01 12,03 0,17

2 6,88 6,90 0,29

Experimentación 20

Área Lectura



1 13,73 13,75 0,15

2 10,98 11,00 0,18

128

Experimentación 21

Área Lectura



1 12,69 12,71 0,16

2 8,52 8,54 0,23

Experimentación 22

Área Lectura



1 12,87 12,89 0,16

2 10,48 10,50 0,19

Experimentación 23

Área Lectura



1 6,54 6,56 0,31

2 14,98 15,00 0,13

Experimentación 24

Área Lectura



1 12,53 12,55 0,16

2 8,81 8,83 0,23

Experimentación 25

Área Lectura



1 6,51 6,53 0,31

2 9,45 9,47 0,21

Experimentación 26

Área Lectura



1 11,9 11,92 0,17

2 8,33 8,35 0,24

Experimentación 27

Área Lectura



1 6,4 6,42 0,31

2 7,77 7,79 0,26

129

Experimentación 28

Área Lectura



1 12,69 12,71 0,16

2 16,35 16,37 0,12

Experimentación 29

Área Lectura



1 11,76 11,78 0,17

2 8,41 8,43 0,24

Experimentación 30

Área Lectura



1 12,8 12,82 0,16

2 7,56 7,58 0,26

130

ANEXO 7. Reporte de consumo de corriente y potencia

134

ANEXO 8. Reporte de consumo de energía

136

ANEXO 9. Manual de usuario




COMPUTACIONALES





MANUAL DE USUARIO




AUTOR(ES):



TUTOR:



137

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE GENERAL .............................................................................................. 137

ÍNDICE DE GRÁFICOS ...................................................................................... 138

INTRODUCCIÓN ................................................................................................ 139

EXPLICACIÓN DEL SISTEMA PASO A PASO ................................................. 139

ORGANIZACIÓN DE LOS MENÚS .................................................................... 140

Menú de actividades ....................................................................................... 140

Menú de reportes ............................................................................................ 141

Menú de control de circuitos eléctricos .......................................................... 142

Menú de Configuraciones ............................................................................... 143

Opción de cambio de contraseña ................................................................... 145

138


Gráfico No. 1: Inicio de sesión ............................................................................ 139

Gráfico No. 2: Ejemplo de uso de menú actividades ......................................... 141

Gráfico No. 3: Ejemplo de uso de menú reportes .............................................. 142

Gráfico No. 4: Ejemplo de uso de menú control de circuitos de dispositivos .... 143

Gráfico No. 5: Ejemplo de uso de menú de configuraciones – rol administradores

............................................................................................................................. 144

Gráfico No. 6: Ejemplo de uso de menú de configuraciones - rol ingenieros .. 145

Gráfico No. 7: Cambio de contraseña ................................................................ 145

139

MANUAL DE USUARIO

INTRODUCCIÓN

En siguiente manual se puede observar las funciones del aplicativo web, el

objetivo es monitorear los circuitos eléctricos para almacenar los consumos de

energía y así tener información disponible que nos va a facilitar realizar el

análisis del consumo eléctrico. El manual está dirigido para las empresas Pymes.

En el documento se dará la guía del software, los cuales se manejan usuarios y

roles. Según el usuario y rol seleccionado se mostrarán opciones o menús de la

aplicación.

EXPLICACIÓN DEL SISTEMA PASO A PASO

Gráfico No.1. Inicio de sesión.



En las cajas de texto se procederá a ingresar usuario y contraseña de acuerdo al

perfil y rol asignados. Tenemos 4 tipos de usuarios o roles del sistema:

140

Usuario Administrador

Usuario Monitoreo

Usuario Técnico

ORGANIZACIÓN DE LOS MENÚS

El aplicativo Web de monitoreo de circuitos eléctricos consta de 4 menús que

son los siguientes:

Menú de Actividades.

Menú de Reportes de Energía.

Menú Control de dispositivos

Menú Configuraciones.

Menú de actividades

En este menú se visualizan los gráficos de barras y tablas de información

almacenada en la base de datos sobre corriente eléctrica y potencia eléctrica.

Previamente se deberá seleccionar:

El dispositivo (Prototipo) que va a utilizar.

El sensor que va a visualizar. Puede ser uno o ambos.

El rango de fechas para visualizar la información.

Todos los roles de usuario visualizarán este menú, a excepción de los usuarios

con rol de técnico.

141

Gráfico No.2. Ejemplo de uso de menú actividades.



Menú de reportes

En este menú se muestran los reportes de kilovatios hora consumidos, en un

periodo de tiempo previamente seleccionado por el usuario. Los reportes se

mostrarán diarios y mensuales. Se deberá seleccionar:


El sensor que va a visualizar. Puede ser uno o ambos.

El rango de fechas para visualizar la información.

Todos los roles de usuario visualizaran este menú, a excepción de los usuarios


142

Gráfico No.3. Ejemplo de uso de menú reportes.



Menú de control de dispositivos

En este menú se observarán los controles de circuitos eléctricos manuales y

automáticos, en los que el usuario realizará el encendido y apagado de los

circuitos eléctricos. El usuario debe seleccionar:


El tipo de control que se va a ejecutar, control manual o temporizado por

horario.

143

Todos los roles de usuario visualizarán este menú, a excepción de los usuarios


Gráfico No.4. Ejemplo de uso de menú control de dispositivos.



Menú de Configuraciones

Este menú es solo para usuarios con rol de administradores e ingenieros. Los

usuarios con rol administradores configurarán: usuarios, roles y dispositivos los

mismos que el aplicativo nos permitirá crear, modificar, inactivar y asignar.

144

Gráfico No.5. Ejemplo de uso de menú control de configuraciones - rol

administradores.



Los usuarios de rol técnico visualizarán solo la pestaña llamada dispositivos,

donde se permite crear, modificar, inactivar y asignar los mismos.

145

Gráfico No.6. Ejemplo de uso de menú control de configuraciones – rol

ingenieros.



Opción de cambio de contraseña

Esta opción se encuentra en la parte superior de la página web, la cual permite

al usuario con sesión iniciada cambiar su contraseña de acceso a la aplicación

web.

Gráfico No.7. Cambio de contraseña.



146

ANEXO 10. Manual técnico




COMPUTACIONALES





MANUAL DE TÉCNICO




AUTOR(ES):



TUTOR:



147

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE GENERAL .............................................................................................. 147

ÍNDICE DE GRÁFICOS ...................................................................................... 148

PRESENTACIÓN ................................................................................................ 149

ASPECTO TÉCNICO DE DESARROLLO DEL SISTEMA ................................ 149

Descripción de páginas ................................................................................... 149

Archivos de configuración ............................................................................... 150

BASE DE DATOS ............................................................................................... 151

Detalle de las tablas del sistema .................................................................... 152

Instalación del aplicativo web ......................................................................... 154

REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA .................................................................. 156

Requerimiento de hardware mínimo para la instalación de Visual Studio 2010

......................................................................................................................... 156

Requerimiento de hardware mínimos para la instalación de SQL Server 2008

......................................................................................................................... 156

148


Gráfico No. 1: Gráfico de diagrama Entidad-Relación ....................................... 151

Gráfico No. 2: Gráfico de la ruta ......................................................................... 154

Gráfico No. 3: Gráfico de creación del aplicativo en el IIS ................................. 155

Gráfico No. 4: Gráfico de configuración de versión de Net Framework ............ 155

149

PRESENTACIÓN

Este manual técnico es desarrollado en el marco del proyecto “DESARROLLO

DE SISTEMA WEB DE MONITOREO ENERGÉTICO Y CONTROL DE

CIRCUITOS ELÉCTRICOS, DE BAJO COSTO PARA APLICACIONES PYMES

CON UN PROTOTIPO DEL CONTROLADOR REALIZADO EN ARDUINO” con

el propósito de ayudar con la información necesaria para realizar el análisis del

consumo de energía eléctrica. Donde permite realizar en el monitoreo de

circuitos eléctricos de acuerdo a un análisis previo realizado por los autores del

proyecto.

El manual técnico hace referencia a la información necesaria para el ahorro de

energía eléctrica de las áreas realizados por un prototipo que sensará los

circuitos eléctricos. Cabe recalcar que el manual técnico está dirigido a personal

que tenga conocimiento técnico del manejo de un computador, por lo que el

aplicativo web brinda las facilidades del manejo de la información y poder

realizar consulta a la información almacenada en la base de datos sin problema

con historial por medio del calendario del monitoreo de circuitos eléctricos.

ASPECTO TÉCNICO DE DESARROLLO DEL SISTEMA

Descripción de páginas

FrmLogin.aspx: Página de inicio de sesión de la aplicación web, utilizada para

la autenticación de usuarios para que estos accedan al sistema.

FrmCambiarContrasena.aspx: Página de cambio de contraseña de los

usuarios.

FrmRoles.aspx: Página de configuración del aplicativo web, donde se

configuran los usuarios, roles y controlador.

FrmControlArduino.aspx: Página de controles de circuitos.

150

FrmIngresoArduino.aspx: Página de interacción del prototipo con el aplicativo

web para escribir en la base de datos las lecturas de los sensores de circuitos

eléctricos.

FrmLeerArduino.aspx: Página de interacción de controles de circuitos

eléctricos a través del controlador Arduino (Prototipo).

FrmReporteKW.aspx: Página reportes de kilovatios-hora.

FrmReportes.aspx: Página reportes de corriente y potencia eléctrica.

Archivos de configuración

El aplicativo web se apoya en un archivo de configuración llamado “web.config”.

Se utilizó una plantilla css de licencia libre para el fácil desarrollo de la

aplicación.

151

BASE DE DATOS

Gráfico No.1. Gráfico de diagrama Entidad-Relación.



152

Detalle de las tablas del sistema

Nombre de la tabla tb_control

Descripción Tabla de estados de controles del prototipo

Nombre de campo

Tipo de dato Integridad Longitud Descripción

id int PK

control int

codigo_dispositivo int FK

estado bit

Nombre de la tabla tb_corriente

Descripción Tabla de lecturas de sensores del prototipo

Nombre de campo Tipo de dato Integridad Longitud Descripción

codigo uniqueidentifier PK

irms1 float

irms2 float

potencia1 float

potencia2 float

kilo_potencia1 float

kilo_potencia2 float

consumo_energia1 float

consumo_energia2 float

tiempo_escritura float

ip varchar 50

fecha_ingreso datetime

codigo_dispositivo int FK

estado bit

153

Nombre de la tabla tb_dispositivo

Descripción Tabla de parámetros del dispositivo (prototipo)

Nombre de campo


codigo int PK

Nombre varchar

50

Descripcion varchar

100

voltaje float

ip varchar 50

estado estado

Usuario_ingreso varchar 50


Nombre de la tabla tb_rol

Descripción Tabla de roles de usuario

Nombre de campo


rol_id int PK

nombre varchar

50

reportes bit

usuarios bit

dispositivos bit

acciones bit

estado bit

usuario_ingreso varchar

50


154

Nombre de la tabla tb_usuario

Descripción Tabla de usuarios

Nombre de campo


usuario_id PK

usuario varchar

10

contraseña varchar

50

nombre varchar 100

estado bit

rol_id int FK

usuario_ingreso varchar 50


Adicionalmente, la base de dados cuenta con procedimientos almacenados que

son utilizados por el aplicativo web.

Instalación del aplicativo web

Copiar los ficheros del sistema en la ruta “C:\inetpub\wwwroot\SisControlWeb“

Gráfico No.2. Gráfico de la ruta.



155

Lo siguiente que se realiza es crear en el Internet Information Service el

aplicativo apuntando a la carpeta donde se encuentra el sistema.

Gráfico No.3. Gráfico de creación del aplicativo en el IIS.



Se crea el aplicativo web en el IIS se debe establecer el tipo de Net Framework

con el que trabaja la aplicación, la cual se recomienda que se proceda a

configurar la versión 4 y se lo realiza en el pool del grupo de aplicaciones.

Gráfico No.4. Gráfico de configuración de versión de Net Framework.



156

REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA

Se muestra los requerimiento del aplicativo web para el monitoreo de circuitos

eléctricos.

Requerimiento de hardware mínimo para la instalación de Visual Studio

2010

Procesador Computadora personal (PC) con procesador Core I3 de 1,28 MHz

Sistema Operativo Microsoft Windows 8, Windows Server 2008 o superiores

Memoria 8 Gigabytes

Disco Duro 320 Gigabytes

Unidades CD-ROM o DVD-ROM

Requerimiento de hardware mínimos para la instalación de SQL Server

2008

Procesador Computadora personal (PC) con procesador Core I3 de 1,28 MHz

Sistema Operativo Microsoft Windows 8, Windows Server 2008, o superiores

Memoria 8 Gigabytes Disco Duro 320 Gigabytes

Unidades CD-ROM o DVD-ROM

157

ANEXO 11. Entrevistas a Profesionales

Cita # 001

PhD. Renán Xavier Zambrano Aragundy

Empresa: CNEL EP. (Guayaquil)

Área: Comercial

Cargo: Director Comercial

El equipo tiene una buena presentación; esto es, compacto y amigable para el

uso del usuario. Su aplicación es posible tanto en tópicos de la eficiencia

energética como en el control de consumo de energía del usuario residencial o

comercial. Como sugerencia, sería interesante evaluar un análisis económico de

posible optimización por cambio de tarifa (día / noche) para el usuario. Así

mismo, un mensaje (email/SMS) de consumo estimado, cuantificado en términos

de energía y monetario lo demandado en el mes por el usuario.

Cita # 002

Ing. Jorge Macías

Empresa: Melacorp S.A.

Área de automatismo y control

Cargo: Implementador de sistemas de automatismo

El prototipo muestra un diseño compacto y simplificado, lo cual agilita su puesta

en marcha al tratarse de un elemento no invasivo para los paneles de

distribución, muestra versatilidad al poder monitorear circuitos de 110V o 220V

en baja tensión. El complemento de la herramienta web genera información

valiosa desconocida o ignorada hasta ahora por el segmento de mercado al cual

atiende dicho prototipo. Al examinar los componentes físicos y herramientas de

software utilizadas en la fabricación del prototipo se evidencian de componentes

y herramientas de total vigencia lo que garantiza una sostenibilidad a lo largo del

tiempo, en temas de mantenimiento y repuestos.

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