Disección de un medidor inteligente REX2

Disección de un medidor inteligente REX2.

El medidor de energía eléctrica es un dispositivo del que ningún hogar conectado a la red puede escapar. La tecnología utilizada por los medidores analógicos o electromecánicos (el tipo más común) data de finales del siglo XIX. Cien años después la tecnología electrónica comenzó e incorporarse  a estos equipos, en un principio con la forma de medidores híbridos electromecánicos/electrónicos  o para funciones específicas como registradores electrónicos o medidores de energía reactiva. Esta historia se encuentra actualmente en su apogeo con el desarrollo  de medidores electrónicos de estado sólido que envían las lecturas de consumo y otra información del suministro eléctrico de forma inalámbrica. Estos nuevos medidores eliminan el error de lectura humano y permiten a las empresas de servicios públicos monitorear y administrar sus sistemas con mayor precisión.

Siempre estuvimos interesados ​​en analizar estos medidores, pero no es fácil adquirir uno para desmontarlo; no es como entrar en un comercio y elegir uno del estante. Afortunadamente, la gente generosa de Honeywell Elster tuvo la amabilidad de enviarnos uno de sus medidores monofásicos REX2 para una disección completa.

Siempre estuvimos interesados ​​en analizar estos medidores, pero no es fácil adquirir uno para desmontarlo.


La controversia mundial en torno a la implementación de medidores inteligentes y su emisión de ondas de radio nos llevó a analizar en detalle su hardware para ver qué es exactamente lo que hace que estos dispositivos funcionen.

El medidor

Por sus prestaciones, el REX2 parece ser el medidor de energía del futuro.


Por sus prestaciones, el REX2 parece ser el medidor de energía del futuro. Ofrece varias mejoras sobre los medidores no programables. Algunas de sus características más destacables son:

• Memoria no volátil especificada para 1.000.000 de ciclos de escritura.

• Seguridad avanzada con cifrado AES (Advanced Encryption Standard)  completo de 128 bits cuando se comunica a través de la red EnergyAxis.

•Transmisión de alertas de estado y errores del medidor a través de la red, notificando a la empresa de servicios públicos sobre posibles alteraciones del medidor o robo de energía.

• Capacidad de actualización remota.

• Soporte para comunicación con el EA_LAN de Honeywell 900 MHz y con la red ZigBee de 2,4 GHz.

•Proporciona un esquema de arquitectura abierta para la innovación tecnológica de terceros que respalda la Iniciativa de infraestructura de red avanzada.

Especificaciones técnicas del medidor REX2.

Especificaciones técnicas del medidor



La disección

Atención: El siguiente desmontaje presenta la disección realizada por profesionales o personas que se consideran profesionales. No intente reproducir o recrear este desmontaje a menos que le guste meterse en problemas con su compañía eléctrica.

Para  acceder al interior del medidor, se debe romper un sello de seguridad. La falta o pérdida de integridad de este sello, constituirá evidencia suficiente de la manipulación (maliciosa) del aparato de medida.

Para  acceder al interior del medidor, se debe romper un sello de seguridad.


Después de quitar el sello de seguridad, la cubierta de plástico transparente se destraba con un pequeño giro sobre la base y se quita fácilmente.

La cubierta de plástico transparente se destraba con un pequeño giro.


Nuestro medidor inteligente REX2 está etiquetado como Tipo R2S. El modelo 2S tiene una tensión de funcionamiento nominal de 240V y puede operar en el rango de 192V a 288V a una frecuencia nominal de 60Hz.

¿Quién hubiera pensado que su medidor de kilowatt hora tendría una ID de red LAN?


¿Quién hubiera pensado que su medidor de kilowatt hora tendría una ID de red LAN? Se requiere una ID de LAN para conectarse a la red EnergyAxis Smart Grid basada en IP. Una dirección IP es un número que identifica de forma única a una interfaz en red de cualquier dispositivo conectado a ella que utilice el protocolo IP (Internet Protocol), que corresponde al nivel de red del modelo TCP/IP.

Los medidores de Elster operan en 25 canales en la banda ISM de 902-928 MHz utilizando una malla de ruta controlada.

Los medidores de Elster operan en 25 canales en la banda ISM de 902-928 MHz utilizando una malla de ruta controlada.


Una red de “malla controlada” (controlled mesh) se crea cuando los medidores inteligentes de una ciudad se comunican entre sí para transmitir los estados  a un dispositivo concentrador que canaliza indirectamente las lecturas hacia la empresa distribuidora de energía. Los medidores de Elster encuentran el mejor camino entre ellos y otros medidores en la cuadrícula para que el ruido y la duplicación de señales repetitivas sean mínimos. Esta función optimizada posibilita que al conectarse la malla, solo uno de cada diez medidores inteligentes se use como repetidor para transmitir señales de otros medidores.

En el caso de que un hogar específico tenga inquietudes sobre el uso de su medidor como repetidor, puede comunicarse con su compañía de servicios públicos y solicitar que configuren su medidor para que transmita los estados de consumo solo una vez al día.

Las dos mitades de la carcasa se mantienen unidas con cuatro clips de plástico.

Las dos mitades de la carcasa se mantienen unidas con cuatro clips de plástico.


Una vez que se presionan todos los clips, las dos mitades se “abren” para permitir el acceso a las partes internas.

La separación de las dos mitades permite vislumbrar por primera vez la sorprendente mínima cantidad de componentes internos del medidor.

La separación de las dos mitades permite vislumbrar por primera vez la sorprendente mínima cantidad de componentes internos del medidor.


Después de desconectar un solo cable, observamos las conexiones de alimentación del medidor inteligente.
Los clips de retención que sujetan las conexiones eléctricas a la parte posterior de la caja trasera se quitan fácilmente con una pinza de punta.

Los clips de retención que sujetan las conexiones eléctricas a la parte posterior de la caja trasera se quitan fácilmente.


Después de realizar una breve oscilación, las conexiones eléctricas se extraen con una mínima resistencia.

Después de realizar una breve oscilación, las conexiones eléctricas se extraen con una mínima resistencia.


Los alambres gruesos de cobre barnizado permiten conectar el medidor en serie con los cables de alimentación principal de un hogar. Son capaces de conducir 200 Ampere.

Los  alambres gruesos de cobre barnizado permiten conectar el medidor en serie con los cables de alimentación principal de un hogar.


La medición de corriente eléctrica de este medidor se realiza con un transformador de intensidad en forma de anillo negro instalado alrededor de los alambres de cobre barnizado mencionados anteriormente. Este transformador envía las señales de consumo de energía a la placa principal por medio del cable trenzado azul y blanco.

La medición de corriente eléctrica de este medidor se realiza con un transformador de intensidad en forma de anillo negro.


El transformador de intensidad mide indirectamente la corriente que fluye a través de los conductores principales de cobre grueso y provee una corriente de salida proporcional y  con niveles adecuados para que pueda ser leída por la electrónica de la placa.

El transformador de intensidad mide indirectamente la corriente que fluye a través de los conductores principales de cobre grueso.


Los contactos de presión metálicos largos a lo largo de la caja interior del medidor conducen tensión de 240 VCA a las almohadillas que proporcionan energía a la placa principal.

Los contactos de presión metálicos largos a lo largo de la caja interior del medidor.


¿Bueno, qué tenemos aquí? ¿Puede esto ser verdad? En todo el dispositivo solo hay un tornillo, un Phillips # 1 sorprendentemente difícil de encontrar.

En todo el dispositivo solo hay un tornillo, un Phillips # 1 sorprendentemente difícil de encontrar.


Después de desplazar algunos clips hacia un lado, la placa base se retira fácilmente de la carcasa frontal.

Los circuitos integrados principales instalados en la parte frontal de la placa.


Los circuitos integrados principales instalados en la parte frontal de la placa base incluyen:

• El cuadro rojo indica la ubicación del cerebro de este medidor: el chip 71M6531F de Teridian Semiconductor Corporation. Se trata de un  SOC (Sistema en un Chip) que contiene un núcleo de microprocesador, un reloj en tiempo real, memoria flash de 256 KB y un controlador de display LCD. Se trata de un circuito integrado diseñado como componente central de un medidor de energía eléctrica y que incluye funciones de  metrología, seguridad y comunicaciones.

La sigla SOC hace referencia a System on a Chip (sistema en un chip), un circuito integrado que contiene todos o la mayoría de los componentes de una computadora u otro sistema electrónico específico. En este caso se trata de un chip específico para medidores de energía. El microprocesador o CPU es solo uno de los componentes de un SOC aunque es habitual que se confunda el concepto de ambos dispositivos.

Esquema de un medidor basado en el chip 71M6531F.

Esquema de un medidor basado en el chip 71M6531F.


• El cuadro naranja contiene el circuito integrado LM2904 de Texas Instruments. Se trata de un amplificador operacional de uso general de dos canales y baja potencia.

• En amarillo está indicado el circuito integrado RFMD RF2172 manufacturado por RF Micro Devices, un amplificador de potencia media y alta eficiencia utilizado como amplificador de radiofrecuencia en la banda ISM con control analógico de ganancia.

• El cuadrado celeste indica la ubicación de otro SOC. En este caso, el chip TCC1110F32 de Texas Instruments. Se trata de un circuito específico para aplicaciones de comunicación inalámbrica en las bandas ISM/SRD de 315/433/868/915 MHz de bajo consumo  que incluye un microcontrolador 8051 (un clásico), coprocesador de seguridad AES de 128 bits, memoria flash de 32 KB, timers varios, controlador USB e interfase serie I²S, entre otras.  

Esquema interno del chip de comunicaciones TCC1110F32 de Texas Instruments.

Esquema interno del chip de comunicaciones TCC1110F32 de Texas Instruments.


Dos contactos ubicados cerca de la parte superior de la placa canalizan la tensión de 240 V CA desde los alambres  de cobre gruesos hacia la placa y hacia la caja del transformador azul adyacente que la reduce a aproximadamente 10 V CA. A partir de ahí, esta tensión  de corriente alterna  se rectifica y acondiciona para alimentar los componentes de corriente continua  de la placa.

Dos contactos ubicados cerca de la parte superior de la placa canalizan la tensión de 240 V CA desde los alambres  de cobre gruesos hacia la placa y hacia la caja del transformador azul.


La verdadera innovación de los medidores inteligentes es su capacidad para transmitir estadísticas de consumo de energía sin contacto directo con un lector de medidores. Nuestro medidor  logra esto enviando señales encriptadas en la banda ISM de 900 MHz. La antena se puede ver en la parte posterior de la placa cerca de su borde inferior.

La antena se puede ver en la parte posterior de la placa cerca de su borde inferior.


El diseño  de esta antena permite maximizar el alcance de las señales de transmisión y recepción de datos.

Los medidores de Elster solo transmiten información cuando se comunican con otros medidores de la malla. Cuando transmiten información, la cantidad de radiación de RF (radiofrecuencia) emitida es del orden de  1/4 W, lo que resulta inferior a la potencia emitida  por la mayoría de los teléfonos celulares. Además,  estos medidores están diseñados  para transmitir datos cada seis horas durante 40 ms (0,04 segundos) a la vez.

Por último, podemos quitar la pantalla LCD. Como puede ver, el display LCD monocromático no tiene ningún cable plano que la conecte a la placa base.

El display LCD monocromático no tiene ningún cable plano que la conecte a la placa base.


Funciona a través de un método de conducción, donde la tira negra inferior entra en contacto con las almohadillas de la placa base, produciendo así una imagen.

Funciona a través de un método de conducción, donde la tira negra inferior entra en contacto con las almohadillas de la placa base


Este método de conexión de pantallas LCD es muy común en la industria, y la franja negra y rosa recibe el nombre de “conector cebra”.

Display LCD. La franja negra y rosa recibe el nombre de "conector cebra"



Disección completa del medidor REX2

Disección completa del medidor REX2.







Fuente: Ifixit

Traducción y adaptación: Leandro Kessler

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