Proyecto de un equipo de ensayos para cargadores de vehículos eléctricos según la norma IEC 61851-23

Documen o:
Memo ia
P oyec o de un equipo
de ensayos pa a
ca gado es de ehículos
eléc icos según la
no ma IEC 61851-23
Au o /Au o a:
Ósca Ruiz La a
Di ec o /Di ec o a - Codi ec o /Codi ec o a:
Manuel Lamich A ocas / Manuel López Ma ín
Ti ulación:
G ado en Ingenie ía en Elec ónica Indus ial y
Au omá ica
Con oca o ia:
P ima e a, 2024.
TRABAJO FIN DE ESTUDIOS
i
Resumen
El p esen e abajo de in de g ado iene como obje i o p incipal la cons ucción de un ack
de ensayos pa a ca gado es de ehículos eléc icos según ma ca la no ma IEC 61851-
23:2023 que es ablece los equisi os pa a la ealización de las p uebas necesa ias. Es e
p oyec o es u o de un con enio en e uni e sidad y una emp esa del sec o , lo que implica
cie as limi aciones en el alcance del p oyec o, ya que se ha ocalizado en los aspec os y
las necesidades más ele an es pa a la emp esa. La necesidad de la emp esa en es e ack
iene dada debido a que el me cado de ca gado es eléc icos se es á consolidando y
con inuamen e se desa ollan nue as no mas como la que nos ae a es e abajo.
Pa a pode p oba y alida ca gado es se necesi an de di e en es acks que pe mi an la
ealización de odas las p uebas necesa ias. En es e abajo se ealiza á el diseño y la
cons ucción del se up que se equie e en la no ma IEC 61851-23:2023 pa a los casos de
p ueba de es a. En es e caso, los ipos de p uebas que se ealizan son allos de conexión,
p uebas de con ac o a ie a, p uebas de co oci cui o, en e o as. Pa a ello se u iliza un
ci cui o que pe mi a el con ol de odas es as p uebas median e elés y/o con ac o es que
gene en esas si uaciones.
El sis ema se basa en una PCB (placa de ci cui o imp eso) que con iene el ci cui o
necesa io pa a ealiza las p uebas. Pa a el manejo de la PCB se incluye un
mic ocon olado que pe mi a ges iona los elés y una pan alla pa a moni o iza el es ado
de las p uebas y la selección de ellas. El sis ema pe mi i á que los ca gado es de ehículos
se puedan p oba y alida den o del ma co de es a nue a no ma de una o ma ápida y
segu a pa a los écnicos.
Es e abajo con empla la in eg ación de los componen es en un ack que p opo ciona un
en o no con olado y segu o pa a el écnico que ealice las p uebas. Es e ack no solo
acili a la ealización de las p uebas, sino que ambién asegu a la epe ibilidad y la p ecisión
de los esul ados, cumpliendo con los es ánda es de calidad y segu idad exigidos en el
sec o .
Du an e la ealización del p oyec o se han lle ado a cabo a ios diseños, simulaciones y
p uebas que ga an izan el pleno uncionamien o del equipo y el cumplimien o de la no ma.
Los esul ados de las p uebas demues an que el sis ema es e icaz y e icien e,
p opo cionando una he amien a obus a pa a la alidación de ca gado es de ehículos
eléc icos en un me cado de cons an e e olución.
P oyec o de un equipo de ensayos pa a
ca gado es de ehículos eléc icos
según la no ma IEC 61851-23
ii
Abs ac
The main objec i e o his inal deg ee p ojec is he cons uc ion o a es ack o elec ic
ehicle cha ge s acco ding o he IEC 61851-23:2023 s anda d, which es ablishes he
equi emen s o ca ying ou he necessa y es s. This p ojec is he esul o an ag eemen
be ween he uni e si y and a company in he sec o , which implies ce ain limi a ions in he
scope o he p ojec , since i has ocused on he mos ele an aspec s and needs o he
company. The company's need o his ack is due o he ac ha he elec ic cha ge ma ke
is consolida ing and new s anda ds a e con inually being de eloped, such as he one ha
b ings us o his wo k.
In o de o es and alida e cha ge s, di e en acks a e needed ha allow all he necessa y
es s o be ca ied ou . In his wo k, he design and cons uc ion o he se up equi ed by he
IEC 61851-23:2023 s anda d o i s es cases will be ca ied ou . In his case, he ypes o
es s ca ied ou a e connec ion aul s, g ound con ac es s, sho ci cui es s, among
o he s. To do his, a ci cui is used ha allows he con ol o all hese es s h ough elays
and/o con ac o s ha gene a e hese si ua ions.
The sys em is based on a PCB (p in ed ci cui boa d) ha con ains he ci cui y necessa y
o pe o m he es s. To manage he PCB, a mic ocon olle is included o manage he elays
and a sc een o moni o he s a us o he es s and hei selec ion. The sys em will allow
ehicle cha ge s o be es ed and alida ed wi hin he amewo k o his new s anda d in a
quick and sa e way o echnicians.
This wo k con empla es he in eg a ion o he componen s in a ack ha p o ides a
con olled and sa e en i onmen o he echnician who pe o ms he es s. This ack no
only acili a es es ing, bu also ensu es he epea abili y and p ecision o he esul s,
complying wi h he quali y and sa e y s anda ds equi ed in he sec o .
Du ing he p ojec , se e al designs, simula ions and es s ha e been ca ied ou o
gua an ee he ull ope a ion o he equipmen and compliance wi h he s anda d. The es
esul s demons a e ha he sys em is e ec i e and e icien , p o iding a obus ool o he
alida ion o elec ic ehicle cha ge s in a cons an ly e ol ing ma ke .
iii
Suma io
RESUMEN ......................................................................................................................... I
ABSTRACT .......................................................................................................................II
SUMARIO .........................................................................................................................III
ÍNDICE DE TABLAS ............................................. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.
ÍNDICE DE FIGURAS ...................................................................................................... IV
LISTA DE ABREVIATURAS/GLOSARIO ......................................................................... V
1. INTRODUCCIÓN ...........................................................................................................1
1.1 OBJETO ................................................................................................................1
1.2 ALCANCE ..............................................................................................................1
1.3 REQUISITOS ..........................................................................................................2
1.4 JUSTIFICACIÓN ......................................................................................................2
2 ANTECEDENTES Y/O REVISIÓN DEL ESTADO DE LA CUESTIÓN ........................4
3 METODOLOGÍA .........................................................................................................6
4 ESTUDIO DE LA NORMA Y DISEÑO DE LOS ESQUEMAS .....................................7
4.1 ESTUDIO DE LA NORMA ..........................................................................................7
4.2 DIAGRAMAS DE LA NORMA ......................................................................................9
4.3 PRIMERAS VERSIONES DE LOS ESQUEMAS ............................................................. 11
4.4 VERSIÓN FINAL ....................................................................................................15
4.5 VOLTÍMETRO .......................................................................................................19
5 VALORACIÓN DE ALTERNATIVAS .........................................................................21
6 DISEÑO DE LA PCB ................................................................................................23
6.1 DISTRIBUCIÓN DE COMPONENTES Y ENRUTADO......................................................23
6.2 FABRICACIÓN DE LA PCB .....................................................................................25
6.3 SOLDADURA DE COMPONENTES ............................................................................27
7 PROGRAMACIÓN ...................................................................................................29
7.1 RASPBERRY PI ....................................................................................................29
7.1.1 In e az isual .................................................................................................29
7.1.2 Comunicación 485 Modbsu ............................................................................35
7.1.3 Con ol y ges ión de da os ..............................................................................37
7.2 VOLTÍMETRO .......................................................................................................40
7.2.1 Comunicación SPI ..........................................................................................40
7.2.2 Comunicación 485 Modbus ............................................................................41
8 MONTAJE DEL RACK .............................................................................................42
9 RESUMEN DEL PRESUPUESTO ............................................................................43
10 ANÁLISIS Y VALORACIÓN DE LAS IMPLICACIONES AMBIENTALES Y
SOCIALES ......................................................................................................................44
11 CONCLUSIONES .....................................................................................................45
12 REFERENCIAS ........................................................................................................46

P oyec o de un equipo de ensayos pa a
ca gado es de ehículos eléc icos
según la no ma IEC 61851-23
i
Índice de igu as
FIGURA 1: CARGADOR AC Y DC. FUENTE: (1) .......................................................................4
FIGURA 2: TIPOS DE CONECTORES. FUENTE: (3) ....................................................................5
FIGURA 3: EXCEL DE PRUEBAS .............................................................................................8
FIGURA 4: TEST SETUP PARA EL SISTEMA A. FUENTE: (4) ........................................................9
FIGURA 5: TEST SETUP PARA EL SISTEMA C. FUENTE: (4) ........................................................9
FIGURA 6: CIRCUITO DURANTE PRECARGA. FUENTE: (4) .......................................................10
FIGURA 7: TEST LOAD. FUENTE: (4) ....................................................................................10
FIGURA 8: PRIMERA VERSIÓN DEL ESQUEMA ........................................................................ 11
FIGURA 9: SEGUNDA VERSIÓN DEL ESQUEMA .......................................................................12
FIGURA 10: ESQUEMA DE CONTROL DE LA SEGUNDA VERSIÓN ...............................................13
FIGURA 11:DIAGRAMA LÓGICO DEL ULN2003 ......................................................................13
FIGURA 12: DIAGRAMA LÓGICO DEL 74HC959 .....................................................................14
FIGURA 13: VERSIÓN DEFINITIVA DEL ESQUEMA ...................................................................15
FIGURA 14: CONFIGURACIÓN DE RELÉS ...............................................................................16
FIGURA 15: CONFIGURACIÓN DE LA FUENTE DE TENSIÓN ......................................................16
FIGURA 16: CIRCUITO DE PRECARGA...................................................................................17
FIGURA 17: ESQUEMA DE CONTROL DE LA VERSIÓN FINAL .....................................................18
FIGURA 18: MÓDULO AD7705. FUENTE: (5) ........................................................................19
FIGURA 19: ESQUEMA DEL MÓDULO AD7705 .......................................................................19
FIGURA 20: ESQUEMA DEL VOLTÍMETRO ..............................................................................20
FIGURA 21: RASPBERRY PI 4 MODEL B ...............................................................................21
FIGURA 22: PANTALLA TÁCTIL .............................................................................................22
FIGURA 23: RACK. FUENTE: (8) ..........................................................................................22
FIGURA 24: CAPA SUPERIOR DE LA PCB DEL SETUP .............................................................24
FIGURA 25: CAPA INFERIOR DE LA PCB DEL SETUP ..............................................................24
FIGURA 26: AMBAS CAPAS DE LA PCB DEL VOLTÍMETRO .......................................................25
FIGURA 27: CARA DELANTERA DE LA PCB DEL SETUP ...........................................................26
FIGURA 28: CARA TRASERA DE LA PCB DEL SETUP ..............................................................26
FIGURA 29: AMBAS CARAS DE LA PCB DEL VOLTÍMETRO .......................................................27
FIGURA 30: PCB DEL SETUP SOLDADA ................................................................................28
FIGURA 31: PCB DEL VOLTÍMETRO SOLDADA .......................................................................28
FIGURA 32: PANTALLA 1 .....................................................................................................30
FIGURA 33: PANTALLA 2 .....................................................................................................31
FIGURA 34: PANTALLA DE AJUSTES .....................................................................................31
FIGURA 35: PANTALLA DE AJUSTES PRE-CHARGE .................................................................32
FIGURA 36: MODULO 485. FUENTE: (5) ...............................................................................35
FIGURA 37: MONTAJE DEL RACK .........................................................................................42
Lis a de ab e ia u as/Glosa io
Glosa io y ab e ia u as u ilizadas du an e la Memo ia:
1. CCS: Sis ema de ca ga combinada pa a ehículos eléc icos, po sus siglas en
inglés ”Combined Cha ging Sys em”.
2. BPT: T ans e encia de ca ga bidi eccional, po sus siglas en inglés “Bidi ec ional
Powe T ans e ”.
3. EV: Vehículo eléc ico, po sus siglas en ingles “Elec ic Vehicle”.
4. PHEV : Vehículo híb ido enchu able, po sus siglas en inglés “Plug-in Hyb id Elec ic
Vehicle”.
5. PCB: Placa de ci cui o imp eso, po sus siglas en inglés “P in ed Ci cui Boa d”.
6. Mic ocon olado : Ci cui o in eg ado p og amable que cuen a con una unidad
cen al de p ocesado, memo ia y pe i é icos de en adas y salidas.
7. Smd: Son disposi i os elec ónicos des inados a se soldados en la capa supe icial
de una placa de ci cui o imp eso.
8. Th : Son disposi i os elec ónicos des inados a se soldados en aguje os pasan es
en la p opia placa inalizados median e soldadu a pa a uni los componen es a la
misma.
9. ADC: Con e so Analógico Digi al
10. Lib e ías: Conjun os de a chi os de código que se u ilizan pa a desa olla so wa e.
11. BNC: Es un ipo de conec o con bayone a, de ápida conexión y desconexión,
u ilizado pa a cable coaxial.
12. Ca il DIN: Es una ba a de me al es anda izada y usada pa a ancla elemen os
eléc icos.
1
1. In oducción
1.1 Obje o
Es e T abajo de Fin de G ado es á apoyado po un con enio labo al po pa e de
uni e sidad y emp esa. La elección del ema del p oyec o ha sido dada po una nue a
necesidad eque ida po Ci con ol.
Es a nue a necesidad es debida a que ecien emen e se ha publicado una nue a no ma
eu opea que en a á en igo en los p óximos años y a ec a á a los p oduc os de Ci con ol.
El obje o p incipal de es e p oyec o es la cons ucción de un ack de ensayos pa a
ca gado es de ehículos eléc icos según ma ca la no ma IEC 61851-23:2023. El ack
debe á cumpli con unos má genes es ablecidos po la no ma, y se capaz de ealiza las
p uebas que se mencionen en la misma pa a los sis emas A y C que co esponde con los
sis emas Chademo y CCS (Combined Cha ging Sys em) espec i amen e. Es os sis emas
son di e en es o mas de conexión que exis en pa a la ca ga de EV.
El obje i o de es e ack es que pe mi a ealiza la mayo ía de las p uebas que apa ecen en
la no ma de o ma semiau omá ica, es deci , dispone de un moni o donde se pueda
selecciona la p ueba deseada y el equipo la ealice de la o ma más au ónoma posible,
algunas de las p uebas se pod ían llega a ealiza de o ma au omá ica, pe o en o as se
equie e de in e ención de un écnico que debe á ac i a los elés manualmen e desde la
pan alla de con ol.
1.2 Alcance
A con inuación, quedan explicados los pun os en los que se abaja á y los que se omi i án
du an e el p oyec o.
El abajo con empla á:
1. Es udio de la no ma: Se es udia á de enidamen e la no ma de la cual se basa el
p oyec o, obse ando odos los pun os que se án necesa ios inco po a en el
equipo.
2. Diseño de los esquemas del ci cui o: Se diseña á un esquema a pa i de los
p opo cionados po la no ma que cumpla con los ci cui os de es se up del sis ema
A y C. También sepa a los esquemas que se puedan hace se en placas PCB y los
que engan que i apa e.
3. Es udio de al e na i as de mic ocon olado es: Se es udia án las al e na i as
que se adecuen mejo a las necesidades, las opciones p incipales son A duino o
ESP32.
4. Es udio de al e na i as pa a la isualización del so wa e y o os
componen es: Se es udia á y decidi á si se implemen a una pequeña pan alla o
se usa á un moni o , a pos e io se escoge á el modelo conc e o pa a el caso
elegido.
5. Cons ucción del ack: Se mon a á el ack y se cablea á odo el sis ema.
6. P og amación: Se debe á de p og ama un sis ema que pe mi a selecciona la
p ueba deseada y el con ol necesa io pa a lle a la a cabo.
7. Tes ea /Ve i ica : Se comp oba á que odo el ack unciona de la o ma deseada,
sin allos de cableado o de p og amación.
8. Documen ación: Se ealiza á oda la documen ación que sea necesa ia.
P oyec o de un equipo de ensayos pa a
ca gado es de ehículos eléc icos
según la no ma IEC 61851-23
8
Es a se ía una cap u a del Excel ealizado, en la pa e izquie da se encuen a el núme o
de apa ado de la p ueba y el í ulo de la misma, seguido de una casilla que indica si esa
p ueba co esponde o no con las que se necesi an implemen a ( e de si co esponden,
ojo si no co esponden), en el es o de columnas apa ecen odos los elés que se
mencionan en la no ma y alguno ex a necesa io pa a puen ea alguna esis encia, ya que
su alo en algún caso debe de se 0, en el caso de que el elé du an e la p ueba enga
que es a abie o se mues a con una O y la casilla de colo e de, si debe de es a ce ado
se ep esen a con una C y la casilla de colo ojo, en caso de que el elé deba de ene
ambas posiciones en una misma p ueba se ep esen a con OC y la casilla de colo ama illo.
Figu a 3: Excel de p uebas
En la imagen se puede ap ecia que algunos de los elés no se modi ican en ningún
momen o, du an e el es udio de la no ma se ie on a ias incohe encias del es ilo en la
p opia no ma y ue necesa io ealiza a ias euniones pa a llega a una co ec a
in e p e ación, la mayo ía de ellas en elación con el Tes Load.
S 1 S 2 S 3 S 5 S 6 S 9 S 10
S 11
A
S 13
A
S 11B
S 13B
S 11C
S 13C
S 11
D
S 13
D
S 11E
S 13E
S 11F
S 13F
S 12
A
S 14
A
S 12B
S 14B
S 12C
S 14C
S 12
D
S 14
D
S 12E
S 14E
S 12F
S 14F
S 15 S 17 S 18 S 19A S 19B S 20 S 21 S 22A S 22B S 23
S 24AA
S 24CC
S 25AA
S 25CC
S 26 S 27 S 28 So1 So2 So3 So4 So5 So6 So7 So8
CC.7.5.1 Compa ibili y check NO CORRESPONDE O C C O O
CC.7.5.2 No mal s a up CORRESPONDE C C OC OC O C C O O
CC.7.5.3 Wake up o EV supply equipmen by EV NO CORRESPONDE O C C O O
CC.7.5.4
Loss o elec ical con inui y o he con ol pilo conduc o
CORRESPONDE O O C C O O
CC.7.5.5 P o ec i e conduc o con inui y checking CORRESPONDE O C O C O O
CC.7.5.6 Ra ed EV supply equipmen alues a side B NO CORRESPONDE O C C O O
CC.7.5.7 P o ec ion agains o e ol age a he ehicle connec o CORRESPONDE C C O C O C C O O
CC.7.5.8
Eme gency shu down in case o p oximi y pilo disconnec ion
CORRESPONDE O C O C C O O
CC.7.5.9 Load dump CORRESPONDE O O O C C O O
CC.7.5.10 Limi ing he in ush cu en by EV supply equipmen CORRESPONDE C C C C O C C C C O O
CC.7.5.11
Side B cu en egula ion in CCM including s a ic de ia ion and ipple
NO CORRESPONDE O C C O O
CC.7.5.12 0 A mode du ing ene gy ans e NO CORRESPONDE O C C O O
CC.7.5.13 Side B ol age egula ion in CVM du ing p e-cha ge CORRESPONDE O O C O O O C O O O O O C O O C C C OC OC OC OC O O
CC.7.5.14 Con ol delay o p esen cu en a side B in CCM NO CORRESPONDE O C C O O
CC.7.5.15
Insula ion esis ance checks be o e p e-cha ge (cable-check)
CORRESPONDE OC OC OC O O O O OC OC OC OC OC O C C C C O O
CC.7.5.16
Insula ion esis ance check o de ec aul s a e du ing ene gy ans e
CORRESPONDE OC OC OC O O O O OC OC OC OC OC O C C C C O O
CC.7.5.17
Sho -ci cui be ween he con ol pilo conduc o and he p o ec i e conduc o
CORRESPONDE C O C C O O
CC.7.5.18
Sho -ci cui p o ec ion du ing ene gy ans e and con ol ci cui supply in eg i y
NO CORRESPONDE O C C O O
CC.7.5.19
Tes o measu ed ol age alues du ing welding de ec ion
CORRESPONDE O C C O O
CC.7.5.20 No mal shu down by EV supply equipmen CORRESPONDE O O O C C O O
CC.7.5.21 No mal shu down by EV CORRESPONDE O O O C C O O
CC.7.5.22 Sho -ci cui check be o e ene gy ans e NO CORRESPONDE O C C O O
CC.7.5.23 Func ional check o he insula ion moni o ing de ice NO CORRESPONDE O C C O O
6.3.1.2 AA
Con inuous con inui y checking o he p o ec i e conduc o
CORRESPONDE O O O O O O O O O O
6.3.1.4 Ene giza ion o he powe supply o he EV CORRESPONDE OC OC O O
6.3.1.102 AA Measu ing cu en and ol age CORRESPONDE C O C C O O O O O O O O
6.3.1.103 La ching o he ehicle connec o NO CORRESPONDE O O
6.3.1.104 AA Compa ibili y check CORRESPONDE O O
6.3.1.106.3 AA
P o ec ion agains o e ol age a side B be ween DC+
CORRESPONDE C C C O C O O O O O O O C C
6.3.1.109 Sho -ci cui check be o e ene gy ans e NO CORRESPONDE O O
6.3.1.112.1
Maximum ol age be ween side B li e pa s (DC+ and DC–) and p o ec i e conduc o unde no mal ope a ion
CORRESPONDE O O
6.3.1.112.2
Maximum ol age be ween side B li e pa s (DC+/DC–) and p o ec i e conduc o in case o an insula ion aul a side B o he p o ec i e conduc o
CORRESPONDE C C O O
6.3.1.113.4 AA Eme gency shu down CORRESPONDE O O O O O O O O O O
6.3.2.101 Sleep mode o he EV supply equipmen NO CORRESPONDE O O
8.101.4 Th eshold o pe cep ion and s a le eac ion CORRESPONDE C O O
8.103.3
E ec i e p o ec i e conduc o con inui y be ween he enclosu e and he ex e nal p o ec i e ci cui
NO CORRESPONDE O O
8.105.3 Impedance o p o ec i e conduc o on side B CORRESPONDE C O O
8.105.7 Disconnec ion om ehicle NO CORRESPONDE O O
11.102 Su ace empe a u e o he side B cable assembly NO CORRESPONDE O O
101.1.2.1 AA Side B cu en egula ion in CCM NO CORRESPONDE O O O O O O O O O
101.1.3 AA Con ol delay o p esen cu en a side B in CCM NO CORRESPONDE O O O O O O O O O
101.1.4 AA Descending a e o p esen cu en a side B NO CORRESPONDE O O O O O O O O O
101.1.5 AA
Pe iodic and andom de ia ion (cu en ipple a side B du ing CCM)
NO CORRESPONDE O O O O O O O O O
101.1.8 NO CORRESPONDE
AA.3.1.2
Au oma ic disconnec ion and ea h leakage cu en moni o ing
CORRESPONDE OC OC OC OC O O O O O O O O O O O
AA.3.2 De-ene giza ion o he powe supply o he EV CORRESPONDE O O O O O O O O O O
AA.3.3
Vol age measu emen o side B li e pa s (DC+/DC–) o ehicle connec o unla ch
CORRESPONDE OC OC C O C O O O O O O O O O
AA.3.6.2
La ch moni o ing o ehicle connec o no equipped wi h sho -ci cui p o ec ion
CORRESPONDE O O O O O O O O O
AA.3.8.3 Eme gency shu down o sho -ci cui aul NO CORRESPONDE O O O O O O O O O
AA.3.9 In ush cu en limi a ion by he EV supply equipmen CORRESPONDE C C C O C O O O O O O O O
AA.3.10 Regula ion o he p esen cu en a side B in CCM CORRESPONDE C C C O C O O O O O O O C C
AA.3.11
Pe iodic and andom de ia ion (cu en ipple a side B du ing CCM)
CORRESPONDE C O O O O O O O O O
AA.3.12 O e ol age p o ec ion including load dump CORRESPONDE OC OC C O C O O O O O O O O
AA.3.15 Assis ance o welding de ec ion CORRESPONDE O O O O O O O O O O O
AA.4.3.3 Insula ion esis ance check be o e ene gy ans e CORRESPONDE OC OC OC OC O O O O O O O O O O O O O
AA.4.3.5.1 No mal shu down CORRESPONDE O O C O C O O O O O O O O
AA.4.3.5.2 E o shu down CORRESPONDE O O O O O O O O O O O
AA.4.3.5.3 Eme gency shu down CORRESPONDE O O O O O O O O O O O O
AA4.4 Measu ing cu en and ol age a side B CORRESPONDE O O O O O O O O O
AA.6.3.5 Auxilia y powe supply om he EV (op ional) CORRESPONDE O O O O O O O O O
AA.6.3.7
P o ec ion agains unde - ol age a he ehicle connec o
CORRESPONDE C C C O C O O O O O O O C C
AA.7.3 Dynamic con ol CORRESPONDE O O O O O O O O O
AA.8 Compliance es o use -ini ia ed shu down CORRESPONDE O O O O O O O O O

9
4.2 Diag amas de la no ma
Figu a 4: Tes se up pa a el sis ema A. Fuen e: (4)
Figu a 5: Tes se up pa a el sis ema C. Fuen e: (4)
Podemos obse a que el esquema pa a el sis ema A y pa a el sis ema B son muy
semejan es, po lo que se han podido uni ica en un mismo ci cui o, únicamen e se debe
de a a los buses de da os po sepa ado dependiendo del sis ema que se quie a p oba .
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Los componen es DT1, ST7, ST8, LT1 y RT2 pe enecen a una p ueba de co o ci cui o, po
lo que no se inclui án en los esquemas de la PCB.
Figu a 6: Ci cui o du an e p eca ga. Fuen e: (4)
Apa e de los esquemas de los se ups ambién exis e es e esquema conc e o pa a una
p ueba du an e la p eca ga, el cual ambién se añade a los esquemas de ini i os. El
componen e IT1 ep esen a una ca ga de co ien e de 12 mA ± 2 mA.
Figu a 7: Tes load. Fuen e: (4)
11
Al comienzo del p oyec o se eía la posibilidad de cons ui el Tes Load, es po ello que en
las p ime as e siones de los esquemas apa ece, sin emba go, después de su es udio se
llegó a la conclusión que no se ealiza ía su mon aje po dos mo i os, el p ime o es su
complejidad y cos e, ya que en es a pa e es donde se ealiza ía el consumo de ene gía y,
en segundo luga , la emp esa ya dispone de a ios equipos que ealizan esa unción pa a
p oba el uncionamien o de los ca gado es a plena ca ga. Po o o lado, como se ha
explicado an e io men e, la no ma iene a ias incohe encias en el Tes Load y algunos de
los elés que apa ecen en el esquema no se en mencionados en ningún es , es o
a o eció a su desca e.
4.3 P ime as e siones de los esquemas
Pa a la ealización de los esquemas se han ealizado es e siones, en cada una de ellas
se ha ido ampliando e inco po ando pa es esenciales.
Figu a 8: P ime a e sión del esquema
Como se puede e , en la p ime a e sión se incluía el Tes Load y la pa e de las p uebas
de co oci cui o. En es a e sión oda ía no se ha ealizado la pa e de con ol de los elés,
únicamen e apa ece el esquema de la pa e de po encia. También des aca la can idad de
componen es en compa ación con los esquemas de la no ma apa ecidos an e io men e,
es o se debe a que las esis encias RT5 y RT6 y los condensado es CT1 y CT2 deben de
se de múl iples alo es en unción de la p ueba que se ealice, po ello es necesa io
dispone de odos esos componen es con los alo es eque idos.
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Figu a 9: Segunda e sión del esquema
En es a segunda e sión se inco po a los ci cui os de los ol íme os, ya que se decidió
mon a un pequeño ci cui o que nos pe mi a medi el ol aje que pasa po ese pun o, en
es a e sión es os ci cui os no son de ini i os y más adelan e se án modi icados. También
se sepa ó la pa e del Tes Load y la pa e del Ca , que se ía la pa e del consumo de
co ien e.
13
Figu a 10: Esquema de con ol de la segunda e sión
En la pa e de con ol se inco po an los in eg ados 74HC959 y ULN2003, es os in eg ados
son un shi egis e y un se en da ling on a ays, son u ilizados pa a acili a el con ol de
los elés desde una Raspbe y Pi, pe mi iendo el con ol de 7 elés con un único by e y un
solo pin de salida, es o nos pe mi e con ola y educi la can idad de salidas del
mic ocon olado . Cuando el shi egis e se ac i a sale una ensión de 5V, pe o no se ía
capaz de alimen a odos los elés, po ello se usa un se en da ling on a ays que lo que
hace es que cuando se ac i a la en ada pone la salida a GND y se cie a el ci cui o de
ac i ación del elé, la o a pa a de los elés debe de es a conec adas a 5V. A con inuación,
se pueden e unas imágenes del ci cui o lógico de cada in eg ado:
Figu a 11:Diag ama lógico del ULN2003

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Figu a 12: Diag ama lógico del 74HC959
En las imágenes se puede en ende el uncionamien o de cada in eg ado al y como se
explicaba an e io men e.
15
4.4 Ve sión inal
Figu a 13: Ve sión de ini i a del esquema
Es e es el esquemá ico inal después de ealiza cambios impo an es espec o a las
e siones an e io es. Pa a empeza , se ha eliminado oda la pa e de Tes Load, ya que
ealizaba la misma unción que o os equipos de los que dispone la emp esa, se ha añadido
un ci cui o pa a alimen a una pinza ampe imé ica, ya que se á necesa io medi la
co ien e al inicio del ci cui o.
Todo el ci cui o y componen es se han mon ado de o ma que puedan sopo a 1000V, en
eo ía no debe ían de llega a habe esos alo es an al os, ya que en e ase y ie a
debe ía de habe 500V y los 1000V únicamen e en e ases, pe o en el peo caso de que
las ases es én desequilib adas, como mucho hab án 1000V, po eso odo se diseña pa a
que pueda sopo a ese alo an al o.
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Figu a 14: Con igu ación de elés
Pa a el con ol de los elés se ha op ado po usa un sis ema que pe mi e aho a cos es y
espacio, es e sis ema cons a de un elé capaz de conmu a al o ol aje y después de una
is a de elés que seleccionan la con igu ación deseada. Es e sis ema pe mi e u iliza
únicamen e 2 elés capaces de conmu a 1000V y 24 elés que conmu a an sin ol aje,
es o pe mi e aho a cos e, ya que los elés de 1000V son muy cos osos y g andes, po o o
lado, los o os elés ienen un co e mucho meno y apenas ocupan espacio compa ándolos
con los o os. Aunque las esis encias es én conec adas de una línea a ie a y eó icamen e
solo hay 500V se puede da el caso de que las líneas es én descompensadas, po ello se
colocan dos esis encias en se ie y siemp e se iene que el peo caso es que pasen 1000V.
Figu a 15: Con igu ación de la uen e de ensión
Pa a las uen es de ensión ambién se ha usado un mé odo pa ecido, du an e el es udio
de la no ma se io que se usaban dos uen es de la misma ensión, pe o de signo cambiado,
y en ningún caso se usaban de o ma simul ánea po lo que se ha ealizado un ci cui o que
17
pe mi e al e na el signo de la uen e, pa a ello se u ilizan 2 elés de 1000V como los
an e io es pe o una única uen e.
Figu a 16: Ci cui o de p eca ga
Al igual que en la igu a 12, se usa un elé SPDT de al o ol aje pa a pode ac i a y
desac i a el ci cui o de p eca ga, es e ci cui o cons a de dos pa es, una en la que se
equie e pone una ca ga de 12mA y o a donde es necesa io pone unas esis encias. En
los esquemas de la no ma las esis encias es án conec adas de la línea posi i o y nega i a
al conec o 123, es e conec o se uel e a conec a a la línea nega i a en el ci cui o de Tes
Load, como en nues o caso no enemos implemen ado ese ci cui o se deja á un conec o
po si en un u u o se desea conec a ese ci cui o en se ie.
También se han dejado a ios conec o es pa a medi ensión en esos pun os al y como
ma ca la no ma, los conec o es son de di e en es amaños dependiendo del ol aje que se
aya a medi pa a asegu a nos que no haya ningún co oci cui o y a la ez no ocupa más
espacio del necesa io. Vis o que es os pun os son a ios, se ha decidido ealiza en una
placa apa e es os ol íme os de o ma p opia pa a que se puedan conec a di ec amen e
con el ack.
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A con inuación, se pueden e las cap u as de pan alla de las dos capas de la PCB desde
el p og ama de diseño.
Figu a 24: Capa supe io de la PCB del se up
Figu a 25: Capa in e io de la PCB del se up
Se puede ap ecia como en la pa e supe io an los in eg ados del con ol y las conexiones
de da os y alimen ación, y a iba a la izquie da se encuen a el ci cui o de las
comunicaciones del ca gado .

25
Figu a 26: Ambas capas de la PCB del ol íme o
Se puede obse a que en la pa e supe io no hay capa de GND debido a que los
má genes ocupan odo el ancho de la placa, en es e caso el ma gen es in e io , ya que
como máximo pasan 500V debido a que los conec o es no sopo an más ol aje, pa a medi
ol ajes de 1000V se pond á unas esis encias en el cable an es del conec o , los cuales
son conec o es con dos al u as que pe mi en conec a 4 cables en un espacio es echo.
Los dos módulos ADC an soldados en la zona cen al de la placa. También se ap ecia la
línea sin capa de GND abajo, es o es po que se decidió aisla la pa e el mic ocon olado
y comunicaciones del ADC y la en ada de ol aje. Pa a aisla las señales se han usado 5
op oacoplado es digi ales y un aislado de 5V a 5V pa a aisla la alimen ación.
6.2 Fab icación de la PCB
Una ez se iene la PCB acabada, nos asegu amos de que no con iene e o es ejecu ando
el DRC del p og ama, es o pe mi e de ec a e o es de diseño del es ilo: ías que no es án
conec adas a ningún pad, las conexiones no coinciden con los esquemas, hay algún pun o
que no cumple con la sepa ación necesa ia…
Cuando ya no salgan e o es o los e o es que salgan se engan con olados, se puede
p ocede a gene a los a chi os de ab icación pa a manda hace la PCB. Pa a es e caso
se ha en iado a hace la placa a Elec ow, ya que es donde los compañe os del
depa amen o las en ían, ab icación de es a se ha ealizado en China y en iada una ez
e minada en un plazo de en e una y dos semanas. Po un cos e mayo ambién es posible
solici a que e en eguen la placa con odos los componen es soldados, es e no es el caso
y se ha p e e ido que únicamen e hagan la PCB y ealiza las soldadu as en el labo a o io,
ya que en la emp esa se dispone ya de muchos de los componen es y los cos es de
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comp a la placa soldad son supe io es a comp a los componen es po sepa ados y
solda los en la emp esa.
A con inuación, se pueden e las imágenes 3D de la placa gene adas desde el p og ama
KiCad.
Figu a 27: Ca a delan e a de la PCB del se up
Figu a 28: Ca a ase a de la PCB del se up
27
Figu a 29: Ambas ca as de la PCB del ol íme o
En es as imágenes se puede ap ecia el amaño de algunos de los componen es, ambién
se han añadido los logos de la emp esa y del depa amen o y los nomb es de las
conexiones pa a acili a el conexionado ex e io .
6.3 Soldadu a de componen es
Una ez ecibida la PCB y los componen es se p ocede a ealiza las soldadu as. Du an e
es e p oceso se de ec a on a ios e o es en la asignación de huellas y algún e o en el
diseño del esquema en el p ime p o o ipo de la placa del se up y de la placa del ol íme o,
se esol ie on odos los allos en el p og ama y se ol ió a manda a ab ica . El p ime
p o o ipo de la placa del ol íme o si ió pa a ealiza p uebas de comunicación mien as
se ab icaba la nue a e sión, ya que los e o es que enía se podían a egla de cie a
o ma que pe mi ie a su uso no mal.
Pa a comenza a solda se empieza po los componen es SMD que suelen se los más
di íciles de solda y los más pequeños, pos e io men e se sueldan los componen es THT
de más pequeño a más g ande.
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A con inuación, las imágenes de las PCB soldadas con odos sus componen es.
Figu a 30: PCB del se up soldada
En es a imagen se puede ap ecia el g an amaño de algunos de los componen es,
p incipalmen e los condensado es.
Figu a 31: PCB del ol íme o soldada
En la imagen del ol íme o apa ecen dos ol íme os jun os, cada uno de ellos lle a
inco po ado los dos módulos ojos que son los ADC sob epues os a la PCB.
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7 P og amación
A con inuación, se explica á pa e de la p og amación necesa ia pa a las di e sas
unciones eque idas, únicamen e se explica án las líneas de código más esenciales y/o
complejas, dado que algunos códigos pueden se muy ex ensos y ei e a i os.
7.1 Raspbe y PI
Pa a la p og amación de la Raspbe y se alo ó p og ama la en lenguaje C o en Py hon,
inalmen e se escogió p og ama en Py hon po ecomendación de a ios compañe os que
ya habían usado ese lenguaje pa a el diseño de las pan allas.
7.1.1 In e az isual
Pa a la p og amación de la pan alla se usa la lib e ía Pygame que pe mi e c ea pan allas
con Py hon de una o ma ápida e in ui i a. Es a lib e ía pe mi e ca ga imágenes y c ea
ex os en cualquie luga de la pan alla indicando las coo denadas de la posición deseada,
deben de es a den o de las dimensiones de la pan alla (1024x600 pa a es e caso),
ambién pe mi e c ea las imágenes o los ex os como obje os in e ac i os a los que
podemos pulsa pa a lle a a cabo una unción.
A con inuación, se explica á cómo se inicializa es a lib e ía y su uncionamien o usando de
ejemplo algún agmen o del código.
impo pygame
om pygame.locals impo *
Es as dos p ime as líneas inco po an la lib e ía al código, como en es e caso se es á
p og amando una aspbe y es necesa io desca ga la lib e ía desde el e minal del
disposi i o, pa a ello se u iliza el comando “pip pygame”.
pygame.ini ()
lags = pygame.NOFRAME # Es a bande a ocul a la ba a de i ulo
pygame.display.se _mode((1024, 600), lags) # Tamaño de la pan alla
sc een = pygame.display.ge _su ace()
sc een. ill((255, 255, 255))
En la p ime a línea se inicializa la biblio eca, en la segunda se con igu a pa a que no
mues e la ba a supe io de la aplicación y que ocupe la pan alla comple a, en la e ce a
se es ablece el amaño que ocupa en píxeles la pan alla, a con inuación, se decla a una
a iable pa a ab e ia los siguien es comandos y en la úl ima línea se pin a oda la pan alla
de blanco.
pa h_image_load = "Desk op/Tes /TFG/A duino/Tes Se up/"
ci con = pygame.image.load(pa h_image_load+"Ci Lab_Logo(600x200).jpg")
sc een.bli (ci con, (200, 200))
pygame.display. lip()
pygame.display.upda e()
on = pygame. on .Fon (None, 36)
pygame.mouse.se _ isible(False)

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En es e úl imo pá a o se c ea una pan alla de inicio cuando se enciende el disposi i o en
la que apa ece el logo de la emp esa en g ande en medio de la pan alla, es o se hace como
pan alla de ca ga mien as ealiza odo el código de inicialización, con algunas conexiones
de comunicación que pueden a da un pa de segundos, pos e io men e ca ga la p ime a
pan alla. En las dos p ime as líneas se ca ga la di ección de las imágenes y se ca ga la
imagen llamada “Ci Lab_Logo(600x200).jpg”, a con inuación, se pin a la imagen en la
posición (200, 200), se ac ualiza la pan alla pa a que se ea y espe a dos segundos. Las
dos úl imas líneas se con igu a una a iable con el amaño y uen e pa a los p óximos ex os
y se hace in isible el a ón, ya que se es á p og amando una pan alla ác il y no se debe
e .
Se han p og amado cua o pan allas di e en es, en la p ime a se pueden e los alo es de
los ol íme os conec ados, en una segunda pan alla se pueden ac i a los p incipales elés
y accede a las pan allas de con igu ación de los elés de p eca ga y los que pe mi en
ajus a los alo es de los condensado es y de las esis encias.
Figu a 32: Pan alla 1
Es a es la p ime a pan alla, en ella se pueden obse a las mediciones de los ol íme os
conec ados, en es e caso se omó la cap u a mien as se ealizaban unas p uebas, po eso
solo es án conec ados dos de ellos, los demás al no ecibi conexión mues an “No link” en
luga del alo . Si se pulsa la lecha hacia la de echa se puede pasa a la siguien e pan alla.
31
Figu a 33: Pan alla 2
En es a segunda pan alla nos puede pe mi i ac i a y desac i a al momen o algunos de
los elés. Hay cie as limi aciones, el p og ama no deja ac i a S 9 y S 10 de o ma
simul ánea, ya que es os si en pa a ac i a la uen e de alimen ación de un sen ido o de
o o, lógicamen e los dos a la ez es imposible, po o o lado, ampoco se puede accede
a las con igu aciones sin p e iamen e apaga el bo ón que hay a su lado, en caso de que
se in en e hace cualquie a de es as acciones apa ece á un mensaje en la pa e in e io
a isando de que p ime o se iene que apaga el bo ón que oque.
Si se pulsa la lecha hacia la izquie da se eg esa a la pan alla an e io , si pulsamos en el
icono de ajus es se pasa a una de las pan allas siguien es.
Figu a 34: Pan alla de ajus es
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En es a pan alla nos pe mi e con igu a cualquie alo de los siguien es componen es, en
es e caso los elés no se modi ica án has a pulsa el icono de casa que a la ez pasa a la
segunda pan alla.
Figu a 35: Pan alla de ajus es P e-cha ge
Es a es la pan alla de ajus e de P e-cha ge, aquí pe mi e con igu a cualquie alo de los
componen es R 16 y R 17, en es e caso los elés no se modi ica án has a pulsa el icono
de casa que a la ez pasa a la segunda pan alla nue amen e.
En es as dos úl imas pan allas ce a los elés no signi ica que el ci cui o se cie e, aquí
únicamen e se con igu an los alo es eque idos pa a pos e io men e ce a el ci cui o, pa a
ello se end á que pulsa sob e los bo ones co espondien es en la pan alla dos.
A con inuación se puede e el código de la pan alla 2 como ejemplo de como se diseñan
las pan allas an e io es.
de pan alla2():
global mo e_le , eleS 1, eleS 2, eleS 3, eleS 5, eleS 6, eleS 9, eleS 10, eleS 15,
eleS 28, eleS 11, eleP e, con igS 11, con igP e
sc een. ill((255, 255, 255))
sc een.bli (ci con ol, (20, 10))
on = pygame. on .Fon (None, 120)
ex 1 = on . ende ("Tes Se up", T ue, (0, 122, 197))
sc een.bli ( ex 1, (400, 20))
on = pygame. on .Fon (None, 16)
ex 0 = on . ende ("V 2024/06", T ue, (0, 122, 197))
sc een.bli ( ex 0, (800, 20))
on = pygame. on .Fon (None, 50)
sc een.bli ( on . ende ("S 1", T ue, (0, 0, 0)), (100, 150))
33
sc een.bli ( on . ende ("S 2", T ue, (0, 0, 0)), (100, 250))
sc een.bli ( on . ende ("S 3", T ue, (0, 0, 0)), (100, 350))
sc een.bli ( on . ende ("S 5", T ue, (0, 0, 0)), (100, 450))
sc een.bli ( on . ende ("S 6", T ue, (0, 0, 0)), (300, 150))
sc een.bli ( on . ende ("S 9", T ue, (0, 0, 0)), (300, 250))
sc een.bli ( on . ende ("S 10", T ue, (0, 0, 0)), (300, 350))
sc een.bli ( on . ende ("S 15", T ue, (0, 0, 0)), (300, 450))
sc een.bli ( on . ende ("S 28", T ue, (0, 0, 0)), (500, 150))
sc een.bli ( on . ende ("S 11", T ue, (0, 0, 0)), (500, 250))
sc een.bli ( on . ende ("S 12", T ue, (0, 0, 0)), (500, 283))
sc een.bli ( on . ende ("S 13", T ue, (0, 0, 0)), (500, 316))
sc een.bli ( on . ende ("S 14", T ue, (0, 0, 0)), (500, 350))
sc een.bli ( on . ende ("P e-cha ge", T ue, (0, 0, 0)), (500, 450))
i es adoS 1: eleS 1 = sc een.bli ( eleON_small, (180, 140))
else: eleS 1 = sc een.bli ( eleOFF_small, (180, 140))
i es adoS 2: eleS 2 = sc een.bli ( eleON_small, (180, 240))
else: eleS 2 = sc een.bli ( eleOFF_small, (180, 240))
i es adoS 3: eleS 3 = sc een.bli ( eleON_small, (180, 340))
else: eleS 3 = sc een.bli ( eleOFF_small, (180, 340))
i es adoS 5: eleS 5 = sc een.bli ( eleON_small, (180, 440))
else: eleS 5 = sc een.bli ( eleOFF_small, (180, 440))
i es adoS 6: eleS 6 = sc een.bli ( eleON_small, (380, 140))
else: eleS 6 = sc een.bli ( eleOFF_small, (380, 140))
i es adoS 9: eleS 9 = sc een.bli ( eleON_small, (380, 240))
else: eleS 9 = sc een.bli ( eleOFF_small, (380, 240))
i es adoS 10: eleS 10 = sc een.bli ( eleON_small, (380, 340))
else: eleS 10 = sc een.bli ( eleOFF_small, (380, 340))
i es adoS 15: eleS 15 = sc een.bli ( eleON_small, (380, 440))
else: eleS 15 = sc een.bli ( eleOFF_small, (380, 440))
i es adoS 28: eleS 28 = sc een.bli ( eleON_small, (590, 140))
else: eleS 28 = sc een.bli ( eleOFF_small, (590, 140))
i es adoS 11: eleS 11 = sc een.bli ( eleON, (600, 283))
else: eleS 11 = sc een.bli ( eleOFF, (600, 283))
i es adoP e: eleP e = sc een.bli ( eleON, (700, 435))
else: eleP e = sc een.bli ( eleOFF, (700, 435))
con igS 11 = sc een.bli (con igu a ion, (700, 268))
con igP e = sc een.bli (con igu a ion, (800, 420))
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7.2 Vol íme o
Pa a log a que el ol íme o comunique po 485 las mediciones del ADC es necesa io
p og ama el STM32 que lle a, pa a ello se ha p og amado median e un ST-Link en el
en o no de A duino. El mic o debe á de comunica se con el módulo ADC median e SPI y
pos e io men e esc ibi lo po el USART que es é conec ado al in eg ado RS485 que hace
la con e sión a 485.
7.2.1 Comunicación SPI
Pa a el p ime paso se ha u ilizado la lib e ía SPI.h que pe mi e en ia y ecibi mensajes
en hexadecimal, pa a con igu a la comunicación SPI se debe de es ablece los pines que
se an a usa , pa a ello decla amos la clase:
SPIClass SPI_2(PB5, PB4, PB3);
SPI_2.begin();
SPI_2.beginT ansac ion(SPISe ings(1125000, MSBFIRST, SPI_MODE3));
La p ime a línea c ea el obje o SPI_2 con los pines co espondien es, en la segunda se
inicializa la conexión y inalmen e se con igu a con la elocidad, el o den de los bi s y el
modo de conexión SPI.
Pa a log a una conexión exi osa se debe de con igu a a ios pa áme os del módulo ADC,
como po ejemplo la elocidad del eloj. El da ashee del módulo (9) pe mi e sabe cuáles
son las amas que se deben de en ia pa a con igu a los pa áme os, en es e caso solo
que emos con igu a la elocidad con la que se an eno ando las medidas, pa a ello se
manda lo siguien e:
i (modulo) digi alW i e(csPinB, LOW);
else i (!modulo) digi alW i e(csPinA, LOW);
SPI_2. ans e (0x20);
SPI_2. ans e (0x04);
SPI_2. ans e (0x10);
SPI_2. ans e (0x00);
i (modulo) digi alW i e(csPinB, HIGH);
else i (!modulo) digi alW i e(csPinA, HIGH);
An es de esc ibi se debe de pone el pin que pe mi e escoge en e los dos módulos a
ni el bajo y al inaliza la comunicación se pone a ni el al o. La p ime a ama es ablece a
qué egis o se quie e accede y si se a a esc ibi o lee , en la segunda se con igu a en el
egis o del eloj la elocidad de 50 Hz. Las dos siguien es amas indican que se a a
esc ibi en el egis o del se up, pe o en es e caso se dejan los ajus es p ede inidos.
Una ez con igu ado el módulo ya se pueden en ia las solici udes de lec u a de da os,
es as son las siguien es:
i (canal > 2) digi alW i e(csPinB, LOW);
else i (canal <= 2) digi alW i e(csPinA, LOW);
i (canal % 2 == 0) SPI_2. ans e (0x38);
else i (canal % 2 != 0) SPI_2. ans e (0x39);
holdingRegis e s[2 + canal] = SPI_2. ans e 16(0x00);

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i (canal > 2) digi alW i e(csPinB, HIGH);
else i (canal <= 2) digi alW i e(csPinA, HIGH);
Es a unción es llamada con el canal al que que emos lee , po eso dependiendo de ese
alo se pone a ni el bajo el pin del p ime módulo o del segundo y se a ía el mensaje de
solici ud de lec u a, (un 38 pa a el canal 1 y un 39 pa a el canal 2). Pos e io men e, se
en ía un by e acío pa a que esponda con el esul ado que haya medido y se pone a ni el
al o el chip selec .
7.2.2 Comunicación 485 Modbus
Pa a la conexión 485 es mucho más simple, ya que simplemen e hay que esc ibi po el
pue o se ie que es én conec ados los pines y un in eg ado se enca ga de pasa lo a 485.
La di icul ad en es a comunicación eside en que se quie e ealiza median e el p o ocolo
modbus, ya que pe mi e c ea unos egis os y acili a el en ío de las cua o medidas
simul áneas. Se u iliza un egis o de 10 espacios po si en un u u o se desea amplia la
in o mación ansmi ida, pa a ello se u iliza la lib e ía ModbusRTUSla e.h que acili a el
empaque ado de los by es. El o den de los egis os es el siguien e:
Regis o 0 → Vacío
Regis o 1 → ID del disposi i o sla e
Regis o 2 → Velocidad de comunicación (Baud Ra e)
Regis o 3 → Medida canal 1
Regis o 4 → Medida canal 2
Regis o 5 → Medida canal 3
Regis o 6 → Medida canal 4
Regis o 7 → Vacío
Regis o 8 → Vacío
Regis o 9 → Vacío
Pa a inicializa es a comunicación se debe de hace :
Ha dwa eSe ial Se ial3(PB11, PB10);
Es e comando pe mi e es ablece los pines indicados al Se ial3.
uin 16_ holdingRegis e s[10];
ModbusRTUSla e modbus(Se ial3, PB12);
Aquí se decla a el ec o de los egis os del modbus y se con igu a es e pa a el Se ial3
con el pin PB12 pa a es ablece si esc ibimos o leemos.
Se ial3.begin(baud[BaudRa e]);
modbus.begin(De iceID, baud[BaudRa e]);
modbus.con igu eHoldingRegis e s(holdingRegis e s, 10);
En es as líneas inicializamos el Se ial3, el modbus con el ID del disposi i o y la elocidad
de conexión y se con igu an los HoldingRegis e s con el ec o que se ha decla ado
an e io men e.
Con odo es o con igu ado, cada ez que el sla e enga una pe ición la esponde á de
o ma au omá ica con el siguien e comando:
modbus.poll();
P oyec o de un equipo de ensayos pa a
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8 Mon aje del ack
Con odos los mic ocon olado es p og amados, las placas soldadas y e i icadas de que
uncionan co ec amen e y que odo el sis ema es capaz de unciona a la ez de la o ma
espe ada, es el momen o de mon a y cablea el ack.
P ime o se empieza mon ando la caja ex e io , en es a se pond á una apa ciega en la pa e
on al del in e io que cub a p ác icamen e oda la al u a de la caja, es o pe mi i á deja
más p o egidas las zonas de al o ol aje y apo a una mejo es é ica.
Sob e la apa ciega se ha án los aguje os necesa ios pa a coloca las conexiones y la
pan alla ác il, de es a o ma al ab i la pue a solo se end á acceso di ec o a los conec o es
y a la pan alla. Las conexiones que debe de ene el ack son: las conexiones de Chademo
y CCS, alimen ación mono ásica pa a las uen es de 5 y 12 ol ios, alimen ación i ásica
pa a el módulo de po encia y ambién se plan ea algún conec o BNC pa a moni o iza la
señal CP.
Po den o i án las PCB y las uen es necesa ias pa a alimen a el sis ema, ambién debe
de habe un módulo de po encia, ya que la no ma equie e de una uen e de has a 450V.
Excep o el módulo, el es o de las uen es i án colocadas sob e un ca il DIN, y es e a la
ez anclado a la es uc u a de la caja.
Figu a 37: Mon aje del ack
En la imagen se puede e el modulo de po encia anclado en la pa e in e io , en la pa e
supe io del ondo i á colocado un ca il DIN que pe mi a ancla los ol íme os y la uen e,
quizá ambién a colocada la placa del se up, pe o dado que es a iene un peso
conside able quizá se coloca de o a o ma. Como se ha comen ado an e io men e en la
pa e on al quedan po pone unas apas donde i án inse ados los conec o es y la
pan alla ác il.
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9 Resumen del p esupues o
En el anexo co espondien e se mues a el p esupues o, en es e apa ado únicamen e se
mues a una e sión simpli icada en la que se puede e el cos e inal del p oyec o
sepa ado po los cua o bloques undamen ales: componen es elec ónicos, cos es de
ab icación de la PCB, cos es del ack y cos es de pe sonal.
Concep o
Cos e
Componen es
443,48 €
PCB
212,94 €
Rack
339,25 €
Hono a ios
5.856 €
TOTAL
6.851,67 €
Se debe de ene en cuen a que algunos de los ma e iales usados han sido p opo cionados
po la emp esa, lo que puede hace a ia lige amen e los cos es de los componen es,
ambién puede a ia según la can idad que se comp en, ya que en muchos casos el p ecio
baja conside ablemen e al comp a al po mayo . En es e caso los componen es que se
usan con ecuencia se han comp ado en exceso pa a que el cos e po unidad sea más
bajo, la can idad sob an e se deja pa a u u os p oyec os de la emp esa.
P oyec o de un equipo de ensayos pa a
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10 Análisis y alo ación de las implicaciones ambien ales y
sociales
Ac ualmen e, el medio ambien e es á en el oco de oda la sociedad, múl iples emp esas
abajan y cambian sus p ocesos pa a hace un mundo más sos enible. Ci con ol ambién
es una ellas, no solo p oduciendo ca gado es eléc icos pa a mejo a la ansición del
anspo e ac ual, sino que además implemen a soluciones sos enibles den o de la
emp esa, educiendo el consumo de plás icos de embalaje, eciclando odos los esiduos
y u ilizando sis emas de aho o ene gé ico como placas sola es en la cubie a o ca gas
egene a i as pa a las p uebas de los ca gado es.
Todo y que es e p oyec o no a ec a de o ma di ec a a mejo a el medio ambien e si lo hace
de o ma indi ec a, con es e ack se pod á alida muchos ca gado es y ayuda á a hace
es os más obus os y uncionales. La ab icación de mejo es ca gado es, con menos
e o es y más segu os, se á un buen incen i o pa a omen a la comp a de ehículos
eléc icos, a o eciendo la ansición hacia un anspo e mucho más sos enible. Cuan o
más ácil y segu a sea ealiza las ca gas de los ehículos eléc icos, se án menos los
incon enien es pa a la adquisición de es os.
Es e p oyec o no es una solución pa a mejo a el medio ambien e, pe o es un pequeño
paso pa a mo e a la sociedad hacia un medio de anspo e mucho más limpio y sos enible
con el medio ambien e.
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11 Conclusiones
El abajo dedicado a es e p oyec o ha pe mi ido llega a ab ica un sis ema que cumple
con los equisi os del se up que demanda la no ma IEC 61851-23, pe mi iendo así e i ica
los ca gado es con las p uebas que equie e la no ma. Es e sis ema cumple con odas las
necesidades de la emp esa, es á basado en una PCB diseñada aco de a los esquemas del
se up de la no ma, pa a el con ol de los elés de es a PCB se lle a a cabo en una
Raspbe y Pi con una pan alla ác il que pe mi e e la in e az de moni o ización.
El oco del p oyec o desde un inicio se ma có en el mon aje de la PCB del ci cui o p incipal
y su con ol, du an e la e olución del p oyec o ue on su giendo necesidades añadidas
como po ejemplo la cons ucción del ol íme o. O o ejemplo es el con ol digi al de los
elés, es e pod ía se analógico, pe o se hizo digi al pa a en un u u o au oma iza las
p uebas que ue an posibles.
Du an e la ealización de es e p oyec o se han encon ado mul i ud de obs áculos que se
han log ado i solucionando poco a poco y con mucho abajo. Es os obs áculos se han
encon ado en odas las ases del p oyec o, desde el es udio de la no ma has a la
p og amación de los mic ocon olado es. Desde un inicio se encon a on con adicciones
den o de la p opia no ma lo que di icul o mucho su in e p e ación, du an e el diseño de la
PCB los má genes de segu idad complica on mucho el en u ado de las ías y la
p og amación cos o a ios días log a que los di e en es mé odos de comunicación
unciona an co ec amen e.
A lo la go de odo el p oyec o se han podido pone en p ác ica conocimien os ob enidos
du an e el g ado, como puedes se : eo ía de ci cui os analógicos y digi ales, p og amación
de mic ocon olado es, uso de a ios p o ocolos de comunicación… Apa e ambién se ha
p o undizado en o as á eas que en el g ado se han dado de o ma muy supe icial o
di ec amen e no se dan, es as son el diseño de placas PCB y la in e p e ación de no mas
del ámbi o co espondien e. Ambas me pa ecen de suma impo ancia pa a un ingenie o
elec ónico, ya que es undamen al sabe hace PCB e in e p e a no mas o ex os del es ilo,
muchos de ellos pueden se complejos y pueden ene a ios pun os de in e p e ación.
Es necesa io ema ca que debido a al a de iempo no se ha podido ins ala el sis ema
cons uido en un ack, no obs an e, se ha p obado odo el sis ema de con ol asegu ando
que los alo es seleccionados desde la in e az co esponden con los medidos en la PCB
y que el ol íme o y la Raspbe y se comunican exi osamen e. Es a al a de iempo ha sido
debida al e aso de un pedido pa a el mon aje del ack, ese pedido e a necesa io pa a
ins ala el sis ema en el in e io .
De ca a a u u o se puede plan ea la ampliación de los ci cui os de la no ma, como se
explicó en el alcance, algunos de es os se han quedado ue a de es e p oyec o, es os
ci cui os pod ían se el Tes Load o la pa e de ensayos de co oci cui o. Es e p oyec o se
ha diseñado de al o ma que pe mi e la in eg ación de es os ci cui os con una conexión en
se ie sin necesidad de hace modi icaciones in e nas, acili ando así en un u u o la
ampliación de las p uebas que se pueda ealiza .
O a acción que se puede ealiza en un u u o es la au oma ización de las p uebas, es o
se plan eó al inicio del p oyec o, pe o du an e el es udio de la no ma se io ápidamen e
que e a una a ea muy compleja y que eque ía mucho iempo. La complejidad de es o
ecae en que en mul i ud de p uebas se equie e el es ado en el que es á el ca gado y
es o no es á implemen ado aquí, pa a pode implemen a lo se debe ía hace un simulado
de ehículo que se conec e al ca gado como si ue a un ehículo y con ole el es ado del
ca gado .

P oyec o de un equipo de ensayos pa a
ca gado es de ehículos eléc icos
según la no ma IEC 61851-23
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12 Re e encias
1. Ci con ol. Ci con ol. [En línea] 2024. h ps://ci con ol.com/es/.
2. cha gepoin. cha gepoin. [En línea] 17 de 10 de 2023.
h ps://www.cha gepoin .com/es-es/d i e s/suppo / aqs/wha -a e-nacs-ccs-and-
chademo-connec o s-and-who-can-use- hem.
3. T i ium. T i ium. [En línea] 26 de 07 de 2023. h ps:// i iumcha ging.com/wha -is-
nacs-and-wha -does-i -mean- o - as -cha ging/.
4. In e na ional Elec o echnical Commision. Elec ic ehicle conduc i e cha ging
sys em – Pa 23: DC elec ic ehicle supply equipmen . 2023. IEC 61851-23.
5. AliExp ess. AliExp ess. [En línea]
h ps://es.aliexp ess.com/i em/4000112077167.h ml.
6. TME. TME. [En línea] h ps://www. me.eu/es/.
7. DigiKey. DigiKey. [En línea] h ps://www.digikey.es/en.
8. Amazon. Amazon. [En línea] h ps://www.amazon.es.
9. Analog De ices. Analog De ices. [En línea]
h ps://www.analog.com/media/en/ echnical-documen a ion/da a-
shee s/AD7705_7706.pd .
10. RS. RS. [En línea] h ps://es. s-online.com/web/.