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Patent Searching and Data


Title:
PROGRAMMABLE MONITORING DEVICE FOR ELECTRIC CONSUMPTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/050797
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a monitoring device which can monitor automatically and in real time the electric consumption in a house, in premises or any other building while controlling the total consumption of the complete electric installation in a predetermined area, said system comprising means for measuring (1) and indicating (5) the instantaneous consumption, and selection (4) and storage of various consumption levels. All of these operations are governed by control and processing means (3). There are also provided indicators for the consumed power (1) and means for entering (4) and displaying (5) data so that the user can control the accumalated consumption, set a limit value of the energy cost forecast and send a warning signal when such limit has been exceeded, and additionnaly prevent any devices from remaining connected when leaving the premises, this being extremely dangerous. The system takes measurements at different points in the installation and makes automatic connections/disconnections of certain loads in order to avoid overcurrents in the electric network.

Inventors:
RODILLA SALA VICENTE (ES)
Application Number:
PCT/ES1998/000131
Publication Date:
November 12, 1998
Filing Date:
May 08, 1998
Export Citation:
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Assignee:
RODILLA SALA VICENTE (ES)
International Classes:
G01R11/56; G01R21/133; G01R22/00; (IPC1-7): G01R22/00; G01R21/133; G01R11/56
Domestic Patent References:
WO1986005887A11986-10-09
WO1982003482A11982-10-14
Foreign References:
GB2133594A1984-07-25
GB2095879A1982-10-06
US5315236A1994-05-24
US4315248A1982-02-09
US4620150A1986-10-28
US3862430A1975-01-21
US4370723A1983-01-25
US4261037A1981-04-07
US4694192A1987-09-15
US3998093A1976-12-21
US4399510A1983-08-16
US4253151A1981-02-24
US4888495A1989-12-19
Attorney, Agent or Firm:
Ungria Lopez, Javier (Avenida Ram�n y Cajal 78, Madrid, ES)
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Claims:
REIVINDICACIONES :
1. AVISADOR PROGRAMABLE DE CONSUMO ELECTRICO, que esencialmente se caracteriza porque cuenta con : medios de medida e indicación del consumo instantáneo; medios de selección de almacenamiento de diferentes niveles de consumo; medios de indicación de los diferentes niveles de consumo, para señalar al usuario dentro de que limites se encuentra el consumo instantáneo; medios de control y procesado.
2. AVISADOR PROGRAMABLE DE CONSUMO ELECTRICO, según reivindicación 1, caracterizado porque cuenta con : un medidor e indicador de la potencia consumida; medios de introducción y visualización del precio del kilowatio x hora; medios para establecer y visualizar el precio del consumo acumulado durante un periodo determinado de tiempo.
3. AVISADOR PROGRAMABLE DE CONSUMO ELECTRICO, seqún reivindicación 2, caracterizado porque cuenta con medios para introducir un valor limite del coste de energia previsto hasta una fecha determinada, y con medios para indicar cuando se supera ese limite.
4. AVISADOR PROGRAMABLE DE CONSUMO ELECTRICO, según reivindicaciones 1 y 3, caracterizado porque los medios de indicación cuando se supera el limite del coste de energia previsto hasta una fecha, asi como los medios de indicación de los diferentes niveles de consumo; están determinados por indicadores ópticos, que en el último caso son de diferentes colores, uno para cada nivel establecido, de modo que pueden ser chequeados a distancia.
5. AVISADOR PROGRAMABLE DE CONSUMO ELECTRICO, según reivindicaciones 1 y 4, caracterizado porque los niveles seleccionados son preferentemente tres : uno "minimo", otro"nominal"como limite superior del consumo habitual, y uno"máximo"de valor algo inferior al de desconexión reglamentaria que provocaria el sistema de seguridad de la instalación.
6. AVISADOR PROGRAMABLE DE CONSUMO ELECTRICO, según reivindicaciones 1 y 3, caracterizado porque los medios de indicación de cuando se supera el limite del coste de energia previsto hasta una fecha, y los medios de indicación de los diferentes niveles de consumo, estran determinados por un indicador acústico, que en el último caso genera diferentes sonidos y/o frases de voz grabada para cada nivel de potencia.
7. AVISADOR PROGRAMABLE DE CONSUMO ELECTRICO, según reivindicación 6, caracterizado porque el indicador acústico de señalización de los diferentes niveles de consumo, señaliza cuando el nivel, siendo excesivo, está ademáspróximoal"máximo"contratado.
8. AVISADOR PROGRAMABLE DE CONSUMO ELECTRICO, segun reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque los medios de introducción de los diferentes niveles de consumo y del valor del kilowatio x hora estran determinados por un teclado.
9. AVISADOR PROGRAMABLE DE CONSUMO ELECTRICO, según reivindicación 1, caracterizado porque los medios de introducción de los diferentes niveles de consumo están determinados por un pulsador cuya actuación almacena el valor de consumo instantáneo, como valor de referencia.
10. AVISADOR PROGRAMABLE DE CONSUMO ELECTRI CO, según reivindicaciones 1,2 y 3, caracterizado porque los medios de indicación del consumo instantáneo, niveles de consumo, medios de visualización del precio del kilowa tio x hora y del consumo acumulado durante un periodo de tiempo determinado, asi como los medios de indicación de superación del limite del coste de energia previsto hasta una fecha determinada; estran constituidos por una pantalla alfanumérica.
11. AVISADOR PROGRAMABLE DE CONSUMO ELECTRI CO, según reivindicación 1, caracterizado porque los medios de almacenamiento de los diferentes valores de niveles de energia, y los medios de almacenamiento del coste del kilowatio x hora están determinados por una memoria.
12. AVISADOR PROGRAMABLE DE CONSUMO ELECTRI CO, según reivindicación 1, caracterizado porque los medios de control y procesado están determinados por un micropro cesador.
13. AVISADOR PROGRAMABLE DE CONSUMO ELECTRI CO, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cuenta con medios de conexión y desconexión directa de cargas externas propias de la instalación eléctrica, asi como con unos medios de control de una instalación domótica, que procesa los diferentes valores y realiza las oportunas maniobras de conexión desconexión de las cargas de una vivienda o local.
14. AVISADOR PROGRAMABLE DE CONSUMO ELECTRI CO, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se instala un medio de medida en diferentes puntos de la instalación, cada uno de los cuales está conectado a un transmisor/receptor para enviar los datos a un transmisor/receptor conectado a los medios de control y procesado, permitiendo realizar la medición de varios puntos.
15. AVISADOR PROGRAMABLE DE CONSUMO ELECTRI CO, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se dispone un segundo microprocesador portátil externo conectado a un emisor/receptor para actualizar automáticamente todas las nuevas funciones que vayan siendo disponibles sin necesidad de cambiar el aparato inicialmente adquirido por el usuario para lo que se comunica con el emisor/receptor conectado al microproce sador de los medios de control y procesado interno.
Description:
AVISADOR PROGRAMABLE DE CONSUMO ELECTRICO OBJETO DE LA INVENCION La invención que nos ocupa, se refiere a un avisador programable de consumo eléctrico que tiene por objeto facultar la vigilancia automática y en tiempo real del consumo eléctrico de una vivienda familiar, local comercial y similares, como pueden ser oficinas, bancos, tiendas, hoteles, clínicas y demás recintos públicos o privados.

Mediante la invención puede controlarse el consumo total de la instalación eléctrica o bien el consumo de una zona en concreto.

Evidentemente, la invención es aplicable para el control y vigilancia automática en tiempo real del consumo eléctrico de cualquier instalación eléctrica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Es conocido el esfuerzo que se esta realizando por obtener menores consumos de energia eléctrica en las viviendas o locales comerciales, para lo que se han desarrollado electrodomésticos de bajo consumo, bombillas de bajo consumo, etc.

Si bien es cierto que todo ello conduce a un menor consumo, en las viviendas no existe ningun aparato que realice la vigilancia automática y en tiempo real del consumo eléctrico de una vivienda, de forma que el usuario pueda tomar medidas frente a un elevado consumo, y que ademas pueda evitarse disgustos cuando le llega el recibo de la luz.

En este sentido únicamente existe el contador situado, actualmente, fuera de la vivienda del usuario, y en el que la compañía eléctrica realiza la lectura del consumo efectuado.

Estos contadores se encuentran ubicados en sitios que no son fácilmente accesibles por el usuario, de forma cotidiana, por lo que el realizar un control del

consumo resulta en ocasiones complicado.

Ademas, en el caso en el que el usuario realizase un seguimiento del consumo a través del contador, en ningún momento puede saber cual es el consumo instantá- neo que se esta produciendo en su vivienda, y tampoco puede detectar si los electrodomésticos, o cualquier aparato eléctrico, consumen de acuerdo con las caracteristicas especificadas por el fabricante.

Además tampoco existe ningun dispositivo que indique al usuario, a través del consumo, si se ha dejado alguna luz, o aparato eléctrico conectado por olvido, circunstancia que ayuda a ahorrar energia eléctrica, ya que se da el caso que en ocasiones, el usuario abandona la vivienda dejándose alguna luz encendida, o aparato eléctri- co conectado involuntariamente.

Zambien cabe destacar, que no existe ningun aparato que indique al usuario la cantidad de dinero que lleva gastado durante un cierto periodo de tiempo, para que pueda prevenir un elevado gasto de energia eléctrica.

DESCRIPCION DE LA INVENCION Para resolver los inconvenientes anteriormente indicados, la invención ha desarrollado un avisador programable de consumo eléctrico que cuenta con medios de medida e indicación del consumo instantáneo para lo que está dotado de una pantalla alfanumérica en la que se refleja el consumo en cada momento, de forma que el usuario sabe en tiempo real el consumo que se esta produciendo en su vivienda o local.

La indicación precisa del consumo eléctrico instantáneo a través de la pantalla alfanumérica, permite advertir y decidir, en su caso, la desconexión de aquel electrodoméstico o iluminación no necesarios, que de otro modo podrían permanecer indebidamente conectados y consu- miendo energia, incluso por un tiempo muy prolongado, si se abandonase la vivienda sin haberlo advertido ante sus

ocupantes, lo que provoca un riesgo evidente.

La desconexión de aquel electrodoméstico o iluminación no necesarios se puede realizar de modo manual por el usuario o de forma automática mediante relés.

E1 hecho de que el usuario pueda conocer el consumo instantãneo, es outil para que pueda controlar el correcto funcionamiento de cualquier electrodoméstico o aparato eléctrico, para lo que basta con realizar una medida comparativa del consumo nominal indicado por el fabricante del electrodoméstico o del aparato en cuestión, con el consumo que aumenta al poner dicho aparato en funcionamiento.

Además el avisador de la invención esta dotado de medios de selección y almacenamiento de diferentes niveles de consumo y con medios de indicación de los diferentes niveles de consumo, para señalar al usuario dentro de que limites se encuentra el consumo instantáneo realizado en su vivienda o local.

Las señales enviadas a los medios de indica- ción de los diferentes niveles de consumo, pueden ser empleadas para gobernar el estado de los relés que realizan la desconexión automática descrita con anterioridad.

Los medios de indicación de los diferentes niveles de consumo estran determinados por indicadores ópticos de diferentes colores, uno para cada nivel estable- cido, de modo que pueden ser chequeados a distancia de forma rápida y sencilla. Por ejemplo se pueden programar tres niveles distintos, indicativos de un bajo consumo, un consumo medio, y un consumo excesivo de valor algo inferior al de desconexión reglamentaria que provocaria el sistema de seguridad de la instalación al sobrepasar la potencia contratada.

Además la invención cuenta con al menos un indicador acustico, que señaliza, mediante diferentes sonidos o frases de voz grabados, cada uno de los niveles

de potencia y demis datos o alarmas de interés para el usuario. Asi el avisador acústico advierte cuando se rebasa el limite establecido por el usuario como consumo normal, asi como cuando el consumo instantáneo se acerca al máximo de potencia contratada para la vivienda o local. Esta última alerta se produce, tal y como ya fue comentado anteriormente, antes de la desconexión reglamentaria que provocaría el propio sistema de seguridad de la instala- ción, evitando los consiguientes trastornos y los riesgos, derivados de un corte de tensión, tanto nocturno como diurno. Además evita el sobrecalentamiento de los disposi- tivos reglamentarios de seguridad de la propia instalación eléctrica.

Otra caracteristica de la invención consiste en que ésta cuenta con un medidor e indicador de la potencia consumida, así como con medios de introducción y visualización del precio del kilowatio x hora, y con medios para establecer y visualizar el precio del consumo acumula- do durante un periodo determinado de tiempo.

También cuenta con medios para introducir un valor limite del coste de energia previsto hasta una fecha determinada y con medios para indicar cuando se supera este limite.

Los medios de introducción del precio del kilowatio x hora y los medios para establecer el precio del consumo acumulado durante un período determinado de tiempo, están determinados por un teclado, en tanto que los correspondientes medios de visualización están determinados por la pantalla alfanumérica anteriormente comentada.

Por tanto, mediante estos medios el usuario puede solicitar información instantánea del coste acumulado durante un periodo de tiempo determinado, e introducir un valor limite del coste de energía eléctrica previsto hasta una determinada fecha. De este modo, la invención avisa al usuario en el caso de que este limite se ha rebasado antes

del tiempo deseado, pudiendo decidir el usuario, en ese mismo momento, las medidas más apropiadas, mucho antes de recibir la correspondiente factura de la compañia eléctri- ca.

Igualmente, los medios de indicación de cuando se supera el limite en el coste de energia previsto hasta una fecha, pueden estar determinados por indicadores ópticos y/o acústicos.

Los medios de almacenamiento de los diferentes valores de niveles de energía, así como los medios de almacenamiento del coste del kilowatio x hora, están determinados por una memoria, cuyo funcionamiento es gobernado por un microprocesador que realiza el procesado de los diferentes datos y el control del funcionamiento de todos y cada uno de los elementos que componen el avisador programable de la invención.

Cabe comentar que el avisador descrito permite su uso como periférico de control energético en una instalación domótica, ya que puede comunicar las diferen- tes lecturas instantáneas y los valores preseleccionados por el usuario a un ordenador personal, o similar, para que éstos gestionen de forma automática las oportunas maniobras de conexión o desconexión de cargas en la vivienda o local.

Además la invención permite realizar la medición en uno o varios puntos de la instalación, para lo que en los mismos se instala un medidor que está conectado a un emisor/receptor para enviar los datos al microprocesa- dor del avisador de la invención, para lo que dicho microprocesador, además, debe estar conectado a un emi- sor/receptor.

Además el sistema cuenta con un emisor/re- ceptor que está conectado a un segundo microprocesador con el objeto de permitir la reprogramación del microprocesador del avisador de la invención de modo automático, de forma que se permite actualizar automáticamente todas las

funciones disponibles en las sucesivas versiones del equipo.

Todos los medios descritos, tienen la gran ventaja de que previenen los riesgos de incendio, explosión u otros siniestros, derivados de eventuales accidentes eléctricos producidos por electrodomésticos o por sistemas de iluminación que quedasen conectados, de forma involunta- ria, al abandonar una vivienda o un local.

También la invención presenta la ventaja de que permite controlar la economia privada y el ahorro energético social en general, contribuyendo a controlar el coste de energía eléctrica en las poblaciones donde se aplica.

A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva, y formando parte integrante de la misma, se acompañan una serie de figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.

BREVE ENUNCIADO DE LAS FIGURAS Figura 1.-Muestra un diagrama de bloques funcional de un posible ejemplo de realización del avisador programable de la invención.

Figura 2.-Muestra un posible ejemplo de realización del aspecto exterior de un avisador programable de acuerdo con la invención.

Figura 3.-Muestra un diagrama de bloques funcional esquemático del control y medida de diferentes puntos de la instalación eléctrica del usuario, asi como la posibilidad de actualizar automaticamente las distintas funcionalidades del avisador de la invención.

DESCRIPCION DE UN EJEMPLO DE REALIZACION DE LA INVENCION A continuación se realiza una descripción de la invención basada en las figuras anteriormente comenta- das.

E1 avisador de la invención, está dotado de un

equipo de medida 1, que en el caso más simple de realiza- ción, este esta dotado de un amperimetro para medir el consumo instantáneo, y en la realización más avanzada además incluye un watímetro para medir la potencia consumi- da.

E1 equipo de medida 1 se encuentra conectado a la red eléctrica 2, y en él se incluye la fuente de alimentación correspondiente que tras un filtrado y estabilizado de la corriente se conecta a los diferentes elementos del avisador para facultar su correcto funciona- miento. Además la protección frente a anomalias externas se realiza a través de pequeñas baterias, que garantizan su funcionamiento en los casos de cortes de tension.

El equipo de medida 1 esta conectado a un sistema digital 3, que puede estar determinado por un microprocesador con su correspondiente memoria de almacena- miento, en la que se almacenan diferentes valores, tal y como será descrito posteriormente.

E1 microprocesador 3 esta conectado a una pantalla alfanumérica 5 a través de la cual se visualizan los diferentes valores de medida, así como los programados.

Por otro lado el microprocesador 3 está conectado a unos indicadores ópticos 6 y a unos indicadores acusticos 7.

Los indicadores ópticos 6 están constituidos por señales luminosas individuales, o bien múltiples progresivas y los indicadores acústicos están determinados por un altavoz.

El microprocesador 3 es susceptible de conectarse a un ordenador personal 8, para facultar el uso del sistema como periférico de una instalación domótica, tal y como será descrito posteriormente.

E1 equipo de medida, realiza la medición de los parámetros de corriente alterna de forma instantánea y permanente, y admite todo tipo de voltajes y frecuencias de

red existentes.

Por tanto, en base a la descripción realizada se comprende fácilmente que a través del equipo de medida se puede visualizar en la pantalla alfanumérica 5 el valor instantáneo del consumo eléctrico, de forma que el usuario, por ejemplo, al abandonar la vivienda puede determinar si el consumo que se esta produciendo en la vivienda es el adecuado, pudiendo determinar si se deja, conectado por olvido, algun aparato eléctrico, bombilla, etc.

Mediante el teclado 4, se permiten programar tres niveles de aviso sobre el consumo eléctrico de su instalación, uno"minimo", apto para salir de la vivienda o local, y que también seria aceptable durante el horario nocturno, otro"nominal", como limite superior del consumo eléctrico habitual, y por último uno"máximo", en calidad de advertencia frente a sobrecargas. Este ultimo valor es seleccionable dentro de unas potencias standard que corresponden a los kilowatios contratados con la compañia eléctrica.

En un ejemplo de realización, el teclado 4 ha sido sustituido simplemente por pulsadores, de forma que la actuación del pulsador 4a faculta la introducción del valor de la pantalla como valor de referencia del nivel"minimo", en tanto que el pulsador 4b, faculta la introducción del valor de la pantalla como valor de referencia correspon- diente al valor"nominal".

Por su lado el pulsador 4c faculta, que mediante su accionamiento se determine el correspondiente valor"máximo", aplicándole un coeficiente de seguridad menor que 1, al valor contratado con la compañía eléctrica.

Los diferentes datos se almacenan en la memoria integrada en el microprocesador 3.

Los diferentes niveles de energía, pueden ser visualizados a través de la pantalla alfanumérica 5, o mediante los indicadores ópticos 6a, 6b y 6c, cada uno de

los cuales corresponde a cada uno de los tres niveles seleccionados. Así el encendido del indicador óptico 6a señala que el consumo se encuentra dentro del valor "mínimo", la activación del indicador 6b señala que el consumo se encuentra dentro del valor"nominal", y la activación del indicador óptico 6c señala que el consumo se encuentra próximo al valor"mãximo". De esta forma el usuario puede chequear, a distancia y mediante un simple golpe de vista, en que nivel se encuentra el consumo de su vivienda o local.

Evidentemente, el número de niveles puede ser variado en función de las necesidades requeridas por la instalación eléctrica y/o necesidades del usuario.

Tal y como ya fue comentado con anterioridad, además el equipo de medida 1 cuenta con un watimetro que permite contabilizar la energia consumida en kilowatios x hora, mediante el microprocesador 3. Asi, mediante el teclado 4 puede programarse el precio del kilowatio x hora actualizado, y solicitarse información instantánea del coste acumulado durante un período determinado, asi como introducir un valor limite del coste de energia electrica previsto hasta una fecha determinada. Todos estos datos igualmente se almacenan en la memoria prevista en el microprocesador.

De este modo el avisador indica al usuario en el caso de que este limite sea rebasado antes del tiempo deseado, pudiendo decidir el usuario, en ese mismo momento, las medidas mas apropiadas, mucho antes de recibir la correspondiente factura de la compañia eléctrica.

Esta indicación igualmente puede realizarse a través de la pantalla o a través del avisador acustico 7, inferiormente al cual se ha previsto un pulsador 9 que desactiva las posibles alarmas que surjan.

Se comprende fácilmente que el microprocesador 3 puede ser conectado a un ordenador personal 8, de forma

que el avisador se comporta como un periférico de control energético en una instalación domótica, para lo que el microprocesador 3 envia las diferentes lecturas instantá- neas y los valores preseleccionados por el usuario al ordenador personal 8, para que este gestione de forma automática las oportunas maniobras de connexion o descone- xión de cargas en una vivienda o local, de forma que el usuario puede regular el consumo a su voluntad. Estas maniobras se realizan mediante los correspondientes relés.

En la versión en la que se incluyen exclusiva- mente pulsadores, el selector de funciones, puede ser incluido en el pulsador 4c, el cual aparte de adaptar al limite de la potencia contratada con la compañia eléctrica, memorizando su correspondiente valor"máximo", además permite seleccionar la función deseada por el usuario como entrada de datos, visualizaciones en pantalla, chequeo de programa, etc.

La referencia numérica 10 indica un pulsador para iluminación de la pantalla alfanumérica 5.

La instalación del avisador es muy sencilla y consiste exclusivamente en conectar sus bornes, debidamente marcados, con los cables de la cometida eléctrica general de la vivienda, provinientes del contador de energia eléctrica. La versión más avanzada del avisador permite la medición del amperaje mediante transformadores de intensi- dad, acoplables al cableado del local sin necesidad de ser cortado o embornado. Es también posible la conexión del avisador en cualquier zona de la casa, para controlar una determinada zona de la instalación eléctrica.

En base a la descripción realizada, se comprende fácilmente que mediante la invención se permite realizar la medición del consumo en uno o varios puntos de la instalación, para lo que en dicho punto se dispone un medidor 1'que está conectado a un emisor/receptor 11'que envia el resultado de la medida realizada a un emisor/

receptor 11 conectado al microprocesador 3. Esta emisión puede efectuarse via radiofrecuencia, infrarrojos, o de cualquier otra forma conocida.

Además, con objeto de lograr la máxima funcionalidad y ergonomia en la programación del avisador, se ha dotado también de un microprocesador 12 conectado a un emisor/receptor 13 ambos en una unidad portátil que permite actualizar automáticamente todas las funciones disponibles en las sucesivas versiones del equipo base inicial, sin necesidad de sustituir fisicamente los distintos aparatos que están en uso. En el ejemplo de realización el emisor/receptor 11 recibe tanto las señales del emisor/receptor 11'como del emisor/receptor 13, pero evidentemente podrian disponerse emisores/receptores independientes para cada uno de los emisores/receptores 11' y 13.