Sigfox аркылуу электр керектөө жана экологиялык мониторинг: 8 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:38

Description

Бул долбоор сизге үч фазалуу электр бөлүштүрүү боюнча бөлмөнүн электр керектөөсүн кантип алуу керектигин көрсөтүп, андан кийин ар бир 10 мүнөт сайын Sigfox тармагын колдонуп серверге жөнөтөт.

Күчтү кантип өлчөө керек?

Биз эски энергия эсептегичтен үч учурдагы кыскычты алдык.

Абайла ! Кыскычтарды орнотуу үчүн электрик керек. Ошондой эле, эгер сиз орнотуу үчүн кайсы кыскыч керек экенин билбесеңиз, электрик сизге кеңеш бере алат.

Кайсы микроконтроллерлер колдонулат?

Биз Arduino менен шайкеш келген Snootlab Akeru картасын колдондук.

Ал бардык электр эсептегичтерде иштейби?

Ооба, биз кыскычтардын жардамы менен учурдагы ыраазычылыкты гана баалайбыз. Ошентип, сиз каалаган линиянын керектөөсүн эсептей аласыз.

Аны жасоого канча убакыт кетет?

Бардык аппараттык талаптарга ээ болгондон кийин, баштапкы код Githubда жеткиликтүү. Ошентип, бир -эки сааттын ичинде сиз аны иштете аласыз.

Мага мурунку билим керекпи?

Сиз электр менен эмне кылып жатканыңызды жана Arduino менен Actoboardду кантип колдонууну билишиңиз керек.

Arduino жана Actoboard үчүн сиз Google'дан бардык негиздерди үйрөнө аласыз. Колдонууга абдан оңой.

Биз кимбиз?

Биздин аттарыбыз Флориан ПАРИС, Тимоти ФЕРРЕР-LOUBEAU жана Maxence MONTFORT. Биз Париждеги Пьер и Мари Кюри университетинин студенттерибиз. Бул долбоор француз инженердик мектебинде (Polytech'Paris-UPMC) билим берүү максатын көздөйт.

1 -кадам: Sigfox & Actoboard

Sigfox деген эмне?

Sigfox Ultra Narrow Band (UNB) радиотехнологиясын колдонот. Сигналдын жыштыгы 10 Гц-90 Гц тегерегинде, ошондуктан ызы-чуудан улам сигналды табуу кыйын. Бирок Sigfox ызы -чууда сигналды чече турган протокол ойлоп тапкан. Бул технология чоң диапазонго ээ (40 кмге чейин), анын үстүнө чиптин керектелиши GSM чипине караганда 1000 эсе аз. Sigfox чипинин улуу өмүрү бар (10 жылга чейин). Ошого карабастан, sigfox технологиясында чектөө бар (күнүнө 12 байттын 150 билдирүүсү). Мына ошондуктан sigfox - бул нерселердин Интернетине (IoT) арналган туташуучу чечим.

Actoboard деген эмне?

Actoboard - бул колдонуучуга жандуу маалыматтарды көрсөтүү үчүн графиктерди (панелдерди) түзүүгө мүмкүндүк берген онлайн кызматы, ал виджеттин түзүлүшүнүн аркасында көптөгөн ыңгайлаштыруу мүмкүнчүлүктөрүнө ээ. Маалыматтар интеграцияланган Sigfox модулунун жардамы менен биздин Arduino чипибизден жөнөтүлөт. Жаңы виджетти түзгөндө, сиз кызыккан өзгөрмөнү тандап, анан колдонгуңуз келген графанын түрүн тандап алышыңыз керек (штрих -граф, чекиттердин булуту …) жана акыры байкоо аралыгы. Биздин карта барымтачылардан маалыматтарды (басым, температура, агартуу) жана учурдагы кыскычтардан жөнөтөт, маалымат күн сайын жана жума сайын, ошондой эле электр энергиясына сарпталган акчалар менен көрсөтүлөт.

2 -кадам: Аппараттык талаптар

Бул үйрөткүчтө биз колдонобуз:

• Snootlab-Акеру
• Калкан Arduino Seeed Studio
• A LEM EMN 100-W4 (кыскычтар гана)
• Фотоэлемент каршылыгы
• BMP 180
• A SEN11301P
• А RTC

Абайлаңыз: бизде агымды өлчөөчү жабдыктар гана болгондуктан, биз кээ бир божомолдорду жасадык. Кийинки кадамды караңыз: электрдик изилдөө.

-Raspberry PI 2: Биз Raspberry'ди Actoboard маалыматтарын электр эсептегичтин жанындагы экранда көрсөтүү үчүн колдондук (малина кадимки компьютерге караганда азыраак орун алат).

-Snootlab Akeru: sigfox модулун камтыган бул Arduino картасында сенсорлордун маалыматтарын талдоого жана Actoboardга жөнөтүүгө мүмкүндүк берген мониторинг программасы камтылган.

-Grove Shield: Бул Akeru чипине туташтырылган кошумча модуль, анда 6 аналогдук порт жана 3 I²C порт бар, алар биздин сенсорлорду туташтыруу үчүн колдонулат.

-LEM EMN 100-W4: Бул күчөткүчтөр электр эсептегичтин ар бир фазасына илинген, биз параллель каршылыкты колдонуп, бүткөн токтун сүрөтүн 1,5% тактыкта алабыз.

-BMP 180: Бул сенсор температураны -40тан 80 ° Cге чейин, ошондой эле 300дөн 1100 гПага чейинки атмосфералык басымды өлчөйт, аны I2C уячасына туташтыруу керек.

-SEN11301P: Бул сенсор бизге температураны өлчөөгө мүмкүндүк берет (биз муну так ушул функция үчүн колдонобуз -BMP180 үчүн 1 ° Стин ордуна> 0,5%) жана нымдуулукту 2% тактык менен.

-Фоторезистор: Биз бул компонентти жарыктыкты өлчөө үчүн колдонобуз, бул өтө каршылыктуу жарым өткөргүч, ал жарыктык көтөрүлгөндө каршылыгын төмөндөтөт. Биз сүрөттөө үчүн каршылыктын беш диапазонун тандап алдык

3 -кадам: Электр изилдөө

Программалоого киришүүдөн мурун, кайтып келүүчү кызыктуу маалыматтарды жана аларды кантип колдонуу керек экенин билүү максатка ылайыктуу. Бул үчүн биз долбоордун электротехникалык изилдөөсүн ишке ашырабыз.

Уч агымдын (LEM EMN 100-W4) жардамы менен биз линияны кайра алабыз. Андан кийин ток 10 Ом каршылыкта өтөт. Каршылыктын чек араларындагы чыңалуу - тиешелүү сызыктагы токтун сүрөтү.

Абайлаңыз, электротехникада тең салмактуу үч фазалуу тармактын күчү төмөнкү байланыш менен эсептелет: P = 3*V*I*cos (Phi).

Бул жерде биз үч фазалуу тармактын тең салмактуу экенин гана эмес, cos (Phi) = 1ди да эске алабыз. Күч фактору 1ге барабар болгон жүктү камтыйт. Иш жүзүндө мүмкүн эмес нерсе. Сызыктардын агымынын чыңалуу сүрөттөрү Snootlab-Akeruда 1 секунддан ашык түздөн-түз тандалып алынган. Биз ар бир тирешүүнүн максималдуу маанисин кайтарып алабыз. Андан кийин, биз аларды орнотуу менен керектелген токтун жалпы суммасын алуу үчүн кошобуз. Эффективдүү маанини төмөнкү формула боюнча эсептейбиз: Vrms = SUM (Vmax)/SQRT (2)

Биз анда токтун чыныгы баасын эсептейбиз, аны каршылыктардын маанисин, ошондой эле учурдагы кыскычтардын коэффициентин эсептөө аркылуу табабыз: Irms = Vrms*res*(1/R) (res ADC 4.88mv/бит)

Орнотуунун эффективдүү суммасы белгилүү болгондон кийин, биз жогоруда көрсөтүлгөн формула боюнча кубатты эсептейбиз. Андан кийин керектелген энергияны чыгарып салабыз. Жана биз жыйынтыкты kW.h айландырабыз: W = P*t

Биз акыры 1 кВт.с = 0.15 € экенин эске алуу менен кВт.сааттагы бааны эсептейбиз. Биз жазылуу чыгымдарына көңүл бурбайбыз.

4 -кадам: Бардык системаны туташтыруу

• PINCE1 A0
• PINCE2 A1
• PINCE3 A2
• ФОТОЦЕЛЬ A3
• DETECTEUR 7
• LED 8
• DHTPIN 2
• DHTTYPE DHT21 // DHT 21
• Барометр 6
• Adafruit_BMP085PIN 3
• Adafruit_BMP085TYPE Adafruit_BMP085

5 -кадам: Кодду жүктөп алуу жана кодду жүктөө

Эми баары жакшы туташты, кодду бул жерден жүктөп алсаңыз болот:

github.com/MAXNROSES/Monitoring_Electrical…

Код француз тилинде, кээ бир түшүндүрмөлөргө муктаж болгондор үчүн, комментарийлерде сураныч.

Эми сизде код бар, аны Snootlab-Akeruге жүктөөңүз керек. Сиз бул үчүн Arduino IDE колдоно аласыз. Код жүктөлгөндөн кийин, сиздердин кыймылдарыңызга жетекчи жооп берип жаткандыгын көрө аласыз.

6 -кадам: Actoboard орнотуу

Азыр системаңыз иштеп жатат, сиз actoboard.com сайтындагы маалыматтарды элестете аласыз.

Сизди Sigfox же Snootlab-Akeru картасынан алган ID жана сырсөзүңүз менен байланыштырыңыз.

Ал бүткөндөн кийин, сиз жаңы тактаны түзүшүңүз керек. Андан кийин сиз каалаган панелге каалаган виджеттерди кошо аласыз.

Маалыматтар француз тилинде келет, андыктан эквиваленттери:

• Energie_KWh = Энергия (KW.h менен)
• Cout_Total = Жалпы баасы (1KW.h = 0.15 € эске алганда)
• Humidite = Нымдуулук
• Lumiere = Жарык

7 -кадам: маалыматтарды талдоо

Ооба, бул аягы!

Сиз азыр статистикаңызды каалагандай элестете аласыз. Кээ бир түшүндүрмөлөр анын кантип иштелип чыкканын түшүнүү үчүн дайыма жакшы:

• Energie_KWh: ал күн сайын 00: 00дө баштапкы абалга келтирилет
• Cout_Total: Energie_KWh жараша, 1KW.h 0.15 € барабар
• Температура: ° Цельсий боюнча
• Гумидит: %HR менен
• Болушу: эгер кимдир бирөө экөөнүн ортосунда болсо, анда Sigfox аркылуу жөнөтүңүз
• Lumiere: бөлмөдө жарыктын күчү; 0 = кара бөлмө, 1 = караңгы бөлмө, 2 = бөлмө жарыктандырылган, 3 = жарык бөлмө, 4 = өтө жарык бөлмө

Дахсбортон ырахат алыңыз!

8 -кадам: Билимиңизди алып келиңиз

Азыр биздин система бүтүп калды, биз башка долбоорлорду жасайбыз.

Бирок, эгер сиз системаны жаңыртууну же өркүндөтүүнү кааласаңыз, анда комментарийлерде алмашыңыз!

Биз сизге кээ бир идеяларды берет деп үмүттөнөбүз. Аларды бөлүшүүнү унутпаңыз.

Биз сизге DIY долбооруңузда эң жакшы нерселерди каалайбыз.

Тимоти, Флориан жана Максенс