Diseño de un medidor didáctico de consumo de energía eléctrica para uso residencial

Abstract

Este trabajo presenta el diseño e implementación de un sistema de medición de consumo de energía eléctrica mediante un medidor electrónico interactivo y amigable para el usuario. Este sistema constituye una herramienta didáctica para la enseñanza de instalaciones eléctricas, ofreciendo una experiencia práctica y educativa. El objetivo principal es desarrollar un medidor interactivo para uso residencial que proporcione retroalimentación en tiempo real sobre el consumo energético. Su implementación en instituciones educativas no solo facilita la comprensión de conceptos técnicos, sino que también resulta valiosa en talleres prácticos de vinculación social enfocados en instalaciones eléctricas residenciales. El sistema consta de una batería, un módulo ESP32 para adquirir datos de voltaje y corriente, una pantalla LCD conectada por SPI para visualización local y un módulo wifi que transmite los datos a una base de datos en la nube. Su diseño es reproducible, económico y de código abierto, lo que lo convierte en una solución accesible y versátil. Pruebas realizadas durante cinco meses en laboratorios y domicilios validaron su precisión, con márgenes de error menores al 5% en voltaje, corriente, energía y costos estimados. Los resultados confirman que este medidor interactivo es una herramienta eficaz, viable e interactiva para el monitoreo energético en entornos residenciales.//This study presents the design and implementation of an interactive, user-friendly electronic meter for energy consumption measurement. The proposed system serves as an educational tool for teaching electrical installations, offering a practical and hands-on learning experience. The primary objective is to develop an interactive meter tailored for residential use, capable of providing real-time feedback on energy consumption. Its deployment in educational institutions enhances the comprehension of technical concepts, while also proving beneficial in community outreach workshops focused on residential electrical systems. The system consists of a battery-powered setup featuring an ESP32 module for voltage and current data acquisition, an SPI-connected LCD screen for local data visualization, and a WiFi module for real-time data transmission to a cloud-based database. Designed to be reproducible, cost-effective, and open source, the system represents an accessible and versatile solution for energy monitoring applications. Validation tests were conducted over five months in both laboratory and residential environments. The results demonstrated high measurement accuracy, with error margins below 5% for voltage, current, energy consumption, and estimated costs. These findings confirm that the developed interactive energy meter is a reliable and effective tool for monitoring resi dential energy usage while fostering educational and community-based learning experiences.