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Desarrollo de un módulo hardware in the Loop para la emulación de redes de distribución eléctrica y consumo energético
(Institución Universitaria Pascual Bravo, 2025) Romero Romero, Daniel; Álzate Castaño , Juan Carlos; Cortés Cortés , Yulian Arley; Cortés Caicedo, Brandon; Ocampo Toro, Jauder Alexander
En el contexto educativo y experimental, se ha identificado la necesidad de contar con herramientas didácticas que permitan la simulación y validación en tiempo real de sistemas eléctricos, sin comprometer la seguridad ni requerir infraestructura industrial compleja. El objetivo general de este proyecto fue diseñar e implementar un módulo portátil bajo el enfoque Hardware-in-the-Loop (HIL), capaz de emular redes de distribución eléctrica y el comportamiento de cargas reales. Para ello, se aplicó una metodología basada en el diseño por etapas, que incluyó la selección de componentes, el desarrollo estructural y la integración de controladores, sensores y sistemas de comunicación, empleando herramientas como STM32CubeIDE y Arduino IDE. El prototipo final integra una placa de desarrollo ST Nucleo-F302R8, un módulo inversor STEVAL-IHM023V3, un medidor trifásico ZM194-D9Y, transformadores de corriente y voltaje, así como una interfaz HMI para visualización. La arquitectura permite cerrar el lazo entre simulación digital y sistema físico mediante control embebido y adquisición de datos en tiempo real. Se priorizó un diseño compacto, seguro y fácilmente transportable, con protección de componentes mediante acrílicos. Se logró validar el funcionamiento básico mediante una prueba de comunicación serial usando Arduino. Como proyección futura se plantea la integración de modelos dinámicos complejos y protocolos industriales como Modbus RTU. Este desarrollo representa una herramienta eficaz para la enseñanza de control digital, electrónica de potencia y monitoreo energético.