SISTEMA DE GESTIÒ DOMÒTICA PER OPTIMITZAR EL CONSUM ENERGÈTIC D UN HABITATGE

10  Download (0)

Full text

(1)

TREBALL FI DE GRAU

Grau en Enginyeria electrònica industrial i automàtica

SISTEMA DE GESTIÒ DOMÒTICA PER OPTIMITZAR EL CONSUM ENERGÈTIC D’UN HABITATGE

Memòria econòmica

Autor: Vila Beltran, Aram

Director: Manzanares Brotons, Manuel Andrés

Convocatòria: Gener de 2021

(2)
(3)

Sistema de gestió domòtica per optimitzar el consum energètic d’un habitatge

3

ÍNDEX

1. INTRODUCCIÓ __________________________________________________ 4

2. COST DEL PROTOTIP EN VENTA _____________________________________ 5

2.1. Cost del temps dedicat al estudi i disseny del projecte ... 5

2.1.1. Cost del temps dedicat al disseny del hardware ... 5

2.1.2. Cost del temps dedicat al disseny del software ... 5

2.2. Cost de la ma d’obra (muntatge, posada en marxa i documentació) ... 6

2.3. Cost del material del prototip en venta ... 6

2.4. Cost del prototip de proves ... 8

2.5. Avaluació total de costos del projecte ... 9

3. COST DE LA PRODUCCIÓ DE SERIADA _______________________________ 10

(4)

1. Introducció

Amb la present memòria es pretén avaluar i justificar el costos generals deguts al estudi i disseny d’un sistema de gestió domòtica per optimitzar el consum energètic d’un habitatge. Aquest, es divideix en diferents subapartats per avaluar des de una fase inicial del estudi de viabilitat, fins als costos de materials, muntatge i el cost que suposaria una producció seriada d’aquest prototip.

Com a base de càlcul, s’ha considerat que l’estudi d’enginyeria es realitzat a la ciutat de Barcelona i consta d’un únic projectista autònom. El preu d’aquest enginyer es de 12€/h.

A més a més, el prototip de proves s’afegirà al cost del dispositiu domòtic comercial ja que es considera que forma part del estudi previ i l’amortització d’ aquest es assequible.

(5)

Sistema de gestió domòtica per optimitzar el consum energètic d’un habitatge

5

2. Cost del prototip en venta

En aquest apartat es tindran en compte les despeses econòmiques del temps dedicat al estudi de viabilitat, al disseny del prototip, a la mà d’obra per du a terme la fabricació, la posada en marxa i l’

elaboració de la documentació reglamentada. Finalment, s’avaluaran els costos del material tant del prototip en venta com el del prototip de proves.

2.1. Cost del temps dedicat al estudi i disseny del projecte

El cost dedicat al estudi de viabilitat és el preu del temps empleat per dur a terme el plantejament del disseny tant de l’habitatge: localització (clima, hores de llum, hores vall, etc.), distribució y disseny de les habitacions, etc. Tan mateix es el temps d’estudi dedicat a plantejar les possibles millores d’eficiència energètica d’una casa domòtica, analitzar i seleccionar la més viable.

Tot aquest temps es consideren aproximadament unes dues setmanes i mitja, que en hores laborals equivaldrien a unes 90h, és a dir, al preu del enginyer seria de 1.080€.

En quant al disseny del projecte es diferencien dos apartats: el Hardware i el software. Son les hores dedicades a la programació i l’estudi de les plaques que controlen la instal·lació.

2.1.1. Cost del temps dedicat al disseny del hardware

Aquest es el cost del temps dedicat a la fabricació i construcció de les plaques electròniques del prototip dissenyades per controlar el sistema domòtic.

Per aquesta partida de costos es consideren unes 3 setmanes de l’enginyer, que al preu de 12€/h suposen 1.440 €.

2.1.2. Cost del temps dedicat al disseny del software

En quan al cost del disseny del software es tenen en compte les hores dedicades al disseny del diagrama de flux, la programació dels microcontroladors i la comprovació d’aquesta amb les simulacions.

Els costos d’aquesta partida es consideren aproximadament 6 setmanes que suposen unes 255h.

Considerant el preu hora mencionat anteriorment, comporten un cost total de 3.060 €.

(6)

En aquest apartat es tindrà en compte les hores dedicades al muntatge de les plaques electròniques per a tots els microcontroladors a part de la instal·lació elèctrica, sensors i actuadors dins al habitatge. Aproximadament unes 4 setmanes de feina.

També es tindrien en compte com un segon apartat la posada en marxa del sistema. Aquest es el temps dedicat a la depuració del software i les proves funcionals, és a dir, el temps dedicat a fer les modificacions i adaptacions necessàries al software per el correcte funcionament del sistema.

Aquesta verificacions poden variar, però aproximadament serien 100h.

Finalment, en el cost de mà d’obra inclou el temps en elaborar la documentació de tot el sistema domòtic de l’habitatge. Aquest últim serien d’unes 4 setmanes aproximadament..

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑐𝑜𝑠𝑡 𝑑𝑒 𝑚à 𝑑𝑜𝑏𝑟𝑎 = 𝐶𝑜𝑠𝑡 𝑚𝑢𝑛𝑡𝑎𝑡𝑔𝑒 + 𝐶𝑜𝑠𝑡 𝑝𝑜𝑠𝑎𝑑𝑎 𝑒𝑛 𝑚𝑎𝑟𝑥𝑎 + 𝐶𝑜𝑠𝑡 𝑑𝑜𝑐𝑢𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑐𝑖ó = (160 h + 100h + 205h)·12h/€ = 5.580 €

Com a resum dels dos apartats anteriors, en la Taula 1 es mostren totes les hores i preus de cada partida de costos a continuació:

Taula 1. Taula resum dels costos inicials del prototip en venta

Cost del estudi prototip comercial

Concepte Hores dedicades (h) Preu total (€)

Cost del temps dedicat al estudi i disseny del projecte 90 1.080

Cost dedicat al disseny del Hardware 120 1.440

Cost dedicat al disseny del Software 255 3.060

Cost del muntatge 160 1.920

Cost de la posada en marxa 100 1.200

Cost de la elaboració de documentació 205 2.460

Cost total sense IVA 11.160

IVA (21%) 2.343,6

Cost total final 13.503,6

2.3. Cost del material del prototip en venta

El cost del material és el preu invertit en tots els components necessaris de la instal·lació domòtica.

S’agrupen tots en una mateixa taula ja que el disseny esta avaluat i programat per funcionar amb tots

(7)

Sistema de gestió domòtica per optimitzar el consum energètic d’un habitatge

7 Taula 2. Recopilatori dels components utilitzats al prototip en venta

Component Model Unitats €/unitat Total (€)

Microcontrolador PIC18f4620 de Microchip 3 6,07 18,21

Cristall de quars

Oscil·lador HC49S 3 1,37 4,11

condensador oscil·lador Condensador ceràmic 22 pF de Vishay

Bccomponents 6 0,06 0,38

Condensador desacoblament

Condensador ceràmic 100 nF de Vishay

Bccomponent 9 0,09 0,81

Pantalla LCD Display de Xiamen Amotec 1 8,90 8,90

Potenciòmetre VRB 100M10 1 2,22 2,22

Teclat matricial Teclat matricial 4x3 de membrana 1 2,06 2,06

Resistències teclat Resistències 10 kΩ de la sèrie E-96 0,25W 4 0,0 0,32

Polsadors Polsador SW-761 4 0,276 1,11

Resistències polsadors Resistències 10 kΩ de la sèrie E-96 0,25W 4 0,08 0,32

Rellotge en temps real Mòdul DS1307 1 2,40 2,40

Sensor de presència PIR HC-SR501 7 2,99 20,93

Sensor de temperatura LM35 6 0,51 3,06

Resistències circuit condicionat

Resistències 10 kΩ de la sèrie E-96 0,25W 6 0,08 0,48 Resistències 90 kΩ de la sèrie E-96 0,25W 6 0,08 0,48 Amplificador

operacional OP27 6 3,85 23,10

Sensor lluminositat LDR 4 0,97 3,88

Resistència sensor

lluminositat Resistències 10 kΩ de la sèrie E-96 0,25W 4 0,08 0,32

Driver sortides potència ULN2003A 5 0,53 2,65

Relé sortides potència G5LE-1 28 1,39 38,92

Font 5 V AZDelivery 230 a 5 V 3 6,49 19,47

Font 12 V AZDelivery 230 a 12 V 4 6,49 25,96

Font 12 V RAC10-12SK/277 2 11,55 23,10

Mòdul bluetooth HC-06 1 9,99 9,99

Expansor i2c P82B715 3 2,82 8,46

Resistències comunicació i2c

Resistències 270 Ω de la sèrie E-96 0,25W 6 0,08 0,48 Resistències 4,7 kΩ de la sèrie E-96 0,25W 6 0,08 0,48

Programador Pickit 3 1 21,99 21,99

Plaques circuit imprés 160x100 doble cara 3 8,93 26,79

Bombetes LED E27 A60 9W Blanc càlid 38 4,15 157,70

Díodes 1N404 28 0,22 6,16

Cable apantallat Cable apantallat alumini 2x1,5 30 m 1,36 40,80

Cable sense apantallar RS PRO cable industrial 80 m 0,57 45,28

Radiadors Emissor fluid eris eco 1200W 3 109 327

Motors persianes Motor tubular SHUT40 6 36,54 219,24

Motors finestres MV50S de Motor&Blinds 6 152 912

Cost total sense IVA 1.979,56 IVA (21%) 415,71 Cost total final 2.395,27

(8)

En aquest apartat, al igual que amb el prototip en venta, es fa un recopilatori dels components necessaris per fabricar-ho. En la Taula 3 es mostren els components amb els seus preus per unitat.

Taula 3. Recopilatori dels components utilitzats al prototip de proves

Component Model Quantitat €/unitat Total (€)

microcontrolador PIC18f4620 de Microchip 2 6,07 12,14

Cristall de quars oscil·lador HC49S 2 1,37 2,74

condensador oscil·lador Condensador ceràmic 22 pF Vishay

Bccomponents 4 0,06 0,24

Condensador desacoblament Condensador ceràmic 100 nF Vishay

Bccomponents 4 0,09 0,36

pantalla LCD Display de Xiamen Amotec 1 8,90 8,90

potenciòmetre VRB 100M10 1 2,22 2,22

teclat matricial Teclat matricial 4x3 de membrana 1 2,06 2,06

resistències teclat Resistències 10 kΩ de la sèrie E-96 0,25W 4 0,08 0,32

polsadors Polsador SW-761 4 0,27 1,10

resistències polsadors Resistències 10 kΩ de la sèrie E-96 0,25W 4 0,08 0,32

rellotge en temps real DS1307 1 2,40 2,40

Sensor de presència PIR HC-SR501 2 2,99 5,98

Sensor de temperatura LM35 2 0,51 1,02

Resistències circuit condicionat Resistències 10 kΩ de la sèrie E-96 0,25W 2 0,08 0,16 Resistències 90 kΩ de la sèrie E-96 0,25W 2 0,08 0,16

Amplificador operacional OP27 2 3,85 7,70

Sensor lluminositat LDR 2 0,97 1,94

Resistència sensor lluminositat Resistències 10 kΩ de la sèrie E-96 0,25W 2 0,08 0,16

Driver sortides potència ULN2003A 1 0,53 0,53

Relé sortides potència G5LE-1 5 1,39 6,95

Font 5 V AZDelivery 230 a 5 V 2 6,49 12,98

Font 12 V AZDelivery 230 a 12 V 3 6,49 19,47

Mòdul bluetooth HC-06 1 9,99 9,99

Expansor i2c P82B715 2 2,82 5,64

Díodes 1N4004 3 0,22 0,66

Resistències comunicació i2c Resistències 270 Ω de la sèrie E-96 0,25W 4 0,08 0,32 Resistències 4,7 kΩ de la sèrie E-96 0,25W 4 0,08 0,32

Programador Pickit 3 1 21,99 21,99

Plaques circuit imprés 160x100 doble cara 2 8,93 17,86

LEDs blancs LED Dialight de Mouser 3 1,79 5,37

LEDs verds LED Dialight de Mouser 2 1,79 3,58

LEDs vermells LED Dialight de Mouser 2 1,79 3,58

Pilot neó Pilot neó vermell 230V 9mm 5 0,72 3,60

Cost total sense IVA 162,76

(9)

Sistema de gestió domòtica per optimitzar el consum energètic d’un habitatge

9

2.5. Avaluació total de costos del projecte

Per finalitzar, als costos del projecte cal afegir un últim cost degut a una partida de despeses generals.

En aquestes s’han d’incloure l’amortització d’equips, material informàtic, i d’altres depeses indirectes que representen les possibles despeses econòmiques degudes a la situació empresarial i els desplaçaments del enginyer durant el projecte. Tot aquest sumant representen aproximadament uns 1500 €.

En la taula 4 es defineix per tant, el total del cost per dur a terme el projecte, des de l’estudi fins a la instal·lació final.

Taula 4. Taula resum dels costos total del prototip en venta

Cost del estudi prototip comercial

Concepte Hores dedicades (h) Preu total (€)

Cost del temps dedicat al estudi i disseny del projecte 90 1.080

Cost dedicat al disseny del Hardware 120 1.440

Cost dedicat al disseny del Software 225 3.060

Cost del muntatge 160 1.920

Cost de la posada en marxa 100 1.200

Cost de la elaboració de documentació 205 2.460

Cost del material prototip venta (sense IVA) - 1.979,56

Cost del material prototip de prova (sense IVA) - 162,76

Cost despeses generals i indirectes - 1.500

Cost total sense IVA 14.802,32

IVA (21%) 3.108,49

Cost total final 17.910,72

(10)

3. Cost de la producció de seriada

Per finalitzar, amb aquesta partida econòmica es justifica el cost d’una producció seriada, és a dir, el cost d’una unitat de producció. Per això, es determina que la producció serà de 100 unitats, sobre les que s’inverteixen hores de muntatge tant de hardware com software i proves funcionals. Es considera aquestes hores perquè depenent de l’habitatge variarà el nombre sensors i actuadors i per tant també part del programa. Sobre aquest cost s’afegeix el cost dels materials del punt 2.3 i les amortitzacions del cost total del estudi.

En la Taula 5 es mostren les hores invertides i el cost total d’una producció seriada sense tenir en compte les amortitzacions del projecte:

Concepte Hores (h) Total (€)

Muntatge del hardware 65 780

Proves funcionals 130 1.560

Cost material - 2.395,27

Total (+21% IVA) 4.735,27

Per poder amortitzar el projecte, s’ha de dividir el total del cost de la producció per les unitats a fabricar segons l’ equació següent:

𝑃𝑟𝑒𝑢 𝑝𝑒𝑟 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑡(€ 𝑢⁄ ) =𝐶𝑜𝑠𝑡 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑡𝑖𝑝 + (𝑛 − 1) · 𝐶𝑜𝑠𝑡 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖 𝑛

𝑃𝑟𝑒𝑢 𝑝𝑒𝑟 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑡(€ 𝑢⁄ ) =17.910,72 + (100 − 1) · 4.735,27

100 = 4.867,03€/𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑

El cost per unitat d’una producció seriada de 100 unitats és de 4.867,03 €/u.

Figure

Updating...

References

Related subjects :