Implementación de un módulo inversor para la generación de una onda senoidal escalonada para un banco fotovoltaico didáctico con supervisión IoT.

Abstract

El presente proyecto de investigación detalla el diseño y la implementación física de un módulo inversor, destinado a un banco fotovoltaico didáctico con supervisión IoT para las Unidades Tecnológicas de Santander (UTS). El objetivo principal consiste en generar una onda senoidal escalonada a partir de niveles de voltaje DC, empleando una topología de puente H controlada por un microcontrolador ESP32. La metodología aplicada fue de carácter experimental y cuantitativo, estructurada en tres fases: diseño analítico y simulación idealizada en Proteus, construcción de hardware en placa de circuito impreso (PCB) de doble capa, y validación empírica mediante la integración con etapas previas de conversión Buck-Boost.

Los resultados demostraron la correcta síntesis de la señal alterna a una frecuencia de 60 Hz, evidenciando el éxito del algoritmo de conmutación programado en el entorno Arduino IDE, sincronizado mediante interrupciones externas al controlador maestro del sistema, el cual incluyó tiempos muertos (dead-time) de 100 µs para prevenir cortocircuitos. Asimismo, se logró implementar una interfaz de supervisión remota asíncrona vía Wi-Fi sin interferir con las rutinas críticas de potencia. Se concluye que la materialización de este banco didáctico es fundamental para cerrar la brecha cognitiva en la enseñanza de la electrónica de potencia, ya que expone al estudiante a fenómenos físicos reales como inductancias parásitas, caídas de tensión y ruido electromagnético, variables críticas que los modelos de simulación convencionales suelen omitir.