Sistemi i Monitorimit të Energjisë Smart: 5 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:18

Në Kerala (Indi), konsumi i energjisë monitorohet dhe llogaritet nga vizitat e shpeshta në terren nga teknikë nga departamenti i energjisë/energjisë për llogaritjen e tarifës së energjisë, e cila është një detyrë që kërkon kohë pasi do të ketë mijëra shtëpi në zonë. Nuk ka asnjë dispozitë për të kontrolluar ose analizuar konsumin individual të energjisë të shtëpive në një periudhë kohore dhe as për të krijuar një raport të rrjedhës së energjisë në një zonë të caktuar. Ky nuk është vetëm rasti i Kerala, por në shumë vende në botë. Unë po propozoj një sistem të zgjuar të monitorimit të energjisë me ndihmën e Arduino për të lehtësuar inspektimin, monitorimin, analizën dhe llogaritjen e tarifës së energjisë. Sistemi duke ngarkuar vazhdimisht të dhëna të konsumit të energjisë (duke përdorur një ID unike të përdoruesit) në një bazë të dhënash cloud me ndihmën e lidhjes cloud të pajisjes. Ai gjithashtu do të lejojë gjenerimin e tabelave dhe raporteve të veçanta për përdoruesit ose zonën për të analizuar konsumin e energjisë dhe rrjedhën e energjisë të një shtëpie individuale ose të një rajoni.

Furnizimet

1. Arduino Uno
2. Ekran LCD
3. Sensori aktual (ACS712)

Hapi 1: Hyrje

Në Kerala (Indi), konsumi i energjisë monitorohet dhe llogaritet nga vizitat e shpeshta në terren nga teknikë nga departamenti i energjisë/energjisë për llogaritjen e tarifës së energjisë, e cila është një detyrë që kërkon kohë pasi do të ketë mijëra shtëpi në zonë. Nuk ka asnjë dispozitë për të kontrolluar ose analizuar konsumin individual të energjisë të shtëpive në një periudhë kohore dhe as për të krijuar një raport të rrjedhës së energjisë në një zonë të caktuar. Ky nuk është vetëm rasti i Kerala, por në shumë vende në botë.

Ky projekt përfshin zhvillimin e një sistemi të zgjuar të monitorimit të energjisë që do të lehtësojë inspektimin, monitorimin, analizën dhe llogaritjen e çmimit të energjisë. Sistemi gjithashtu do të lejojë krijimin e tabelave dhe raporteve specifike për përdoruesit ose zonave të veçanta për të analizuar konsumin e energjisë dhe rrjedhën e energjisë. Moduli i sistemit të cilit do t'i jepet një kod unik i përdoruesit për të identifikuar njësinë e veçantë të banimit ku duhet të matet konsumi i energjisë. Konsumi i energjisë do të monitorohet me ndihmën e një sensori aktual të ndërlidhur me një bord Arduino duke përdorur një lidhje analoge. Të dhënat e konsumit të energjisë dhe kodi unik i përdoruesit të përdoruesit do të ngarkohen në një shërbim cloud të dedikuar në kohë reale. Të dhënat nga reja do të arrihen dhe analizohen nga departamenti i energjisë për të llogaritur konsumin individual të energjisë, për të gjeneruar tabela individuale dhe kolektive të energjisë, për të gjeneruar raporte të energjisë dhe për inspektim të detajuar të energjisë. Një modul i ekranit LCD mund të integrohet në sistem për të shfaqur vlerat e matjes së energjisë në kohë reale. Sistemi do të funksionojë në mënyrë të pavarur nëse është bashkangjitur një burim portativ energjie si një bateri me qeliza të thata ose bateri Li-Po.

Hapi 2: Rrjedha e punës

Fokusi kryesor i këtij projekti është të optimizojë dhe zvogëlojë konsumin e energjisë nga përdoruesi. Kjo jo vetëm që zvogëlon kostot e përgjithshme të energjisë, por gjithashtu kursen energji.

Fuqia nga rrjeti AC tërhiqet dhe kalon përmes sensorit aktual i cili është i integruar në qarkun shtëpiak. Rryma AC që kalon përmes ngarkesës ndihet nga moduli i sensorit aktual (ACS712) dhe të dhënat e daljes nga sensori furnizohen me pinin analog (A0) të Arduino UNO. Pasi të jetë marrë inputi analog nga Arduino, matja e fuqisë/energjisë është brenda skicës Arduino. Fuqia dhe energjia e llogaritur shfaqen më pas në modulin e ekranit LCD. Në analizën e qarkut AC, tensioni dhe rryma ndryshojnë sinusoidale me kohën.

Fuqia e Vërtetë (P): Kjo është fuqia e përdorur nga pajisja për të prodhuar punë të dobishme. Isshtë shprehur në kW.

Fuqia reale = Tensioni (V) x Rryma (I) x cosΦ

Fuqia Reaktive (Q): Kjo shpesh quhet fuqi imagjinare e cila është një masë e fuqisë që lëkundet midis burimit dhe ngarkesës, që nuk bën punë të dobishme. Isshtë shprehur në kVAr

Fuqia Reaktive = Tensioni (V) x Rryma (I) x sinΦ

Fuqia e dukshme (S): isshtë përcaktuar si produkt i Tensionit Root-Mean-Square (RMS) dhe Rrymës RMS. Kjo gjithashtu mund të përkufizohet si rezultat i fuqisë reale dhe reaktive. Isshtë shprehur në kVA

Fuqia e dukshme = Tensioni (V) x Rryma (I)

Marrëdhënia midis fuqisë reale, reaktive dhe asaj në dukje:

Fuqia reale = Fuqia në dukje x cosΦ

Fuqia Reaktive = Fuqia në dukje x sinΦ

Ne jemi të shqetësuar vetëm për fuqinë reale për analizën.

Faktori i fuqisë (pf): Raporti i fuqisë reale me fuqinë e dukshme në një qark quhet faktori i fuqisë.

Faktori i fuqisë = Fuqia reale/Fuqia në dukje

Kështu, ne mund të masim të gjithë formën e fuqisë si dhe faktorin e fuqisë duke matur tensionin dhe rrymën në qark. Seksioni i mëposhtëm diskuton hapat e ndërmarrë për të marrë matjet që kërkohen për të llogaritur konsumin e energjisë.

Rryma AC matet në mënyrë konvencionale duke përdorur një transformator aktual. ACS712 u zgjodh si sensori aktual për shkak të kostos së tij të ulët dhe madhësisë më të vogël. Sensori aktual ACS712 është një sensor aktual Hall Effect që mat me saktësi rrymën kur nxitet. Fusha magnetike rreth telit AC zbulohet e cila jep tensionin ekuivalent analog të daljes. Prodhimi i tensionit analog përpunohet më pas nga mikrokontrolluesi për të matur rrjedhën aktuale përmes ngarkesës.

Efekti Hall është prodhimi i një ndryshimi të tensionit (tensioni i Hallit) nëpër një përcjellës elektrik, tërthor në një rrymë elektrike në përcjellës dhe një fushë magnetike pingul me rrymën.

Hapi 3: Testimi

Kodi Burimor azhurnohet këtu.

Figura përshkruan prodhimin serik nga llogaritja e energjisë.

Hapi 4: Prototipi

Hapi 5: Referencat

instructables.com, electronshub.org