Konsumi Elektrik & Monitorimi i Mjedisit Via Sigfox: 8 Hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Përshkrim

Ky projekt do t'ju tregojë se si të merrni konsumin elektrik të një dhome në një shpërndarje të energjisë trefazore dhe më pas ta dërgoni atë në një server duke përdorur rrjetin Sigfox çdo 10 minuta.

Si të matni fuqinë?

Ne morëm tre kapëse aktuale nga një njehsor energjie i vjetër.

Bej kujdes ! Nevojitet një elektricist për instalimin e kapëseve. Gjithashtu, nëse nuk e dini se cilën kapëse keni nevojë për instalimin tuaj, një elektricist mund t'ju këshillojë.

Cilët mikrokontrollues do të përdoren?

Ne përdorëm kartën Snootlab Akeru e cila është në përputhje me Arduino.

A funksionon në të gjithë njehsorët elektrikë?

Po, ne masim vetëm rrymën falë kapëseve. Kështu që ju mund të numëroni konsumin e linjës që dëshironi.

Sa kohë duhet për ta bërë atë?

Pasi të keni të gjitha kërkesat e harduerit, kodi burim është i disponueshëm në Github. Pra, brenda një ose dy orësh, do të jeni në gjendje ta bëni atë të funksionojë.

A kam nevojë për ndonjë njohuri të mëparshme?

Duhet të dini se çfarë po bëni elektrikisht dhe si të përdorni Arduino dhe Actoboard.

Për Arduino dhe Actoboard, mund të mësoni të gjitha bazat nga Google. Shumë e lehtë për t'u përdorur.

Kush jemi ne?

Emrat tanë janë Florian PARIS, Timothée FERRER-LOUBEAU dhe Maxence MONTFORT. Ne jemi studentë në Universitetin Pierre et Marie Curie në Paris. Ky projekt drejtohet për qëllime arsimore në një shkollë inxhinierike franceze (Polytech'Paris-UPMC).

Hapi 1: Sigfox & Actoboard

Çfarë është Sigfox?

Sigfox përdor teknologjinë e radios në Ultra Narrow Band (UNB). Frekuenca e sinjalit është rreth 10Hz-90Hz, prandaj sinjali është i vështirë të zbulohet për shkak të zhurmës. Megjithatë Sigfox ka shpikur një protokoll i cili mund të deshifrojë sinjalin në zhurmë. Kjo teknologji ka një gamë të madhe (deri në 40 km), për më tepër konsumi i çipit është 1000 herë më pak se një çip GSM. Çipi sigfox ka një jetë të madhe (deri në 10 vjet). Sidoqoftë, teknologjia sigfox ka një kufizim të transmetimit (150 mesazhe prej 12 Bytes në ditë). Kjo është arsyeja pse sigfox është një zgjidhje lidhëse e dedikuar për Internetin e Gjërave (IoT).

Çfarë është Actoboard?

Actoboard është një shërbim online i cili i lejon përdoruesit të krijojë grafhe (pult) në mënyrë që të shfaqë të dhëna të drejtpërdrejta, ka shumë mundësi personalizimi falë krijimit të widget -it. Të dhënat dërgohen nga çipi ynë Arduino falë një moduli të integruar Sigfox. Kur krijoni një widget të ri, ju vetëm duhet të zgjidhni variablin për të cilin jeni të interesuar dhe më pas të zgjidhni llojin e grafit që dëshironi të përdorni (bar graphe, re e pikave …) dhe në fund hapësirën e vëzhgimit. Karta jonë do të dërgojë të dhëna nga kapësit (presioni, temperatura, ndriçimi) dhe nga kapëset aktuale, informacioni do të shfaqet çdo ditë dhe çdo javë, si dhe paratë e shpenzuara për energji elektrike

Hapi 2: Kërkesat për harduerin

Në këtë tutorial, ne do të përdorim:

• Një Snootlab-Akeru
• Një mburojë Arduino Shiu Studio
• A LEM EMN 100-W4 (vetëm kapëset)
• Një rezistencë fotocelore
• BMP 180
• A SEN11301P
• Një RTC

Kujdes: sepse ne kemi vetëm pajisjet për të matur rrymën, kemi bërë disa supozime. Shih hapin tjetër: studimi elektrik.

-Mjedra PI 2: Ne përdorëm Mjedrën për të treguar të dhënat e Actoboard në një ekran pranë njehsorit elektrik (mjedra merr më pak hapësirë se një kompjuter i zakonshëm).

-Snootlab Akeru: Kjo kartë Arduino e cila numëron një numër të plotë të një moduli sigfox përmban softuerin e monitorimit i cili na lejon të analizojmë të dhënat nga sensorët dhe t'i dërgojmë ato në Actoboard.

-Grove Shield: shtë një modul shtesë i cili është i kyçur në çipin Akeru, mban 6 porte analoge dhe 3 porte I²C të cilat përdoren për të kyçur sensorët tanë

-LEM EMN 100-W4: Këto kapësa amplifikues janë të lidhur në secilën fazë të njehsorit elektrik, ne përdorim një rezistencë paralele për të marrë një imazh të rrymës së konsumuar me saktësi 1.5%.

-BMP 180: Ky sensor mat temperaturën nga -40 në 80 ° C, si dhe presionin ambicioz nga 300 në 1100 hPa, duhet të lidhet me një fole I2C.

-SEN11301P: Ky sensor na lejon gjithashtu të matim temperaturën (ne do ta përdorim këtë për atë funksion pasi është më i saktë -> 0.5% në vend të 1 ° C për BMP180) dhe lagështia me 2% saktësi.

-Fotoresistor: Ne e përdorim atë komponent për të matur shkëlqimin, është një gjysmëpërçues shumë rezistent i cili e ul rezistencën kur rritet shkëlqimi. Ne zgjodhëm pesë hapësira të rezistencës për të përshkruar

Hapi 3: Studimi Elektrik

Para se të hyni në programim, këshillohet të dini të dhënat interesante që do të rifitohen dhe si t'i shfrytëzoni ato. Për të, ne realizojmë një studim elektroteknik të projektit.

Ne e kthejmë rrymën në linja falë tre kapëseve aktuale (LEM EMN 100-W4). Rryma kalon atëherë në një rezistencë prej 10 Ohms. Tensioni në kufijtë e rezistencës është imazh i rrymës në vijën përkatëse.

Kujdes, në elektroteknikë fuqia në një rrjet trefazor të balancuar mirë llogaritet nga lidhja e mëposhtme: P = 3*V*I*cos (Phi).

Këtu, ne konsiderojmë jo vetëm që rrjeti trefazor është i balancuar, por edhe atë cos (Phi) = 1. Një faktor fuqie i barabartë me 1 përfshin ngarkesa thjesht rezistive. Ajo që është e pamundur në praktikë. Imazhet e tensioneve të rrymave të linjave janë marrë drejtpërdrejt për 1 sekondë në Snootlab-Akeru. Ne marrim vlerën maksimale të çdo tensioni. Pastaj, i shtojmë ato në mënyrë që të marrim sasinë totale të rrymës së konsumuar nga instalimi. Ne llogarisim vlerën efektive me formulën e mëposhtme: Vrms = SUM (Vmax)/SQRT (2)

Ne llogarisim atëherë vlerën reale të rrymës, të cilën e gjejmë duke vendosur numërimin e vlerës së rezistencave, si dhe koeficientin e kapëseve aktuale: Irms = Vrms*res*(1/R) (res është zgjidhja e ADC 4.88mv/bit)

Pasi të dihet sasia efektive e rrymës së instalimit, ne llogarisim fuqinë me formulën e parë më të lartë. Ne zbresim atëherë energjinë e konsumuar prej tij. Dhe konvertojmë rezultatin kW.h: W = P*t

Ne llogarisim përfundimisht çmimin në kW.h duke marrë parasysh që 1kW.h = 0.15 €. Ne neglizhojmë kostot e pajtimeve.

Hapi 4: Lidhja e të gjithë sistemit

• PINCE1 A0
• PINCE2 A1
• PINCE3 A2
• FOTOCELA A3
• ZBULIMI 7
• LED 8
• DHTPIN 2
• DHTTYPE DHT21 // DHT 21
• BAROMETRE 6
• Adafruit_BMP085PIN 3
• Adafruit_BMP085TYPE Adafruit_BMP085

Hapi 5: Shkarkoni Kodin & Ngarko Kodin

Tani të gjithë jeni lidhur mirë, mund ta shkarkoni kodin këtu:

github.com/MAXNROSES/Monitoring_Electrical…

Kodi është në frëngjisht, për ata që kanë nevojë për disa shpjegime, mos ngurroni të pyesni në komente.

Tani keni kodin, duhet ta ngarkoni në Snootlab-Akeru. Ju mund të përdorni Arduino IDE për ta bërë këtë. Pasi të ngarkohet kodi, mund të shihni nëse led po i përgjigjet lëvizjeve tuaja.

Hapi 6: Vendosni Actoboard

Tani sistemi juaj është duke punuar, ju mund të vizualizoni të dhënat në actoboard.com.

Ju lidhni me ID-në dhe fjalëkalimin tuaj të marrë nga Sigfox ose kartën Snootlab-Akeru.

Pasi të jetë bërë, duhet të krijoni një pult të ri. Pas kësaj ju mund të shtoni widget -et që dëshironi në pult.

Të dhënat mbërrijnë në frëngjisht, kështu që këtu janë ekuivalentët:

• Energie_KWh = Energji (në KW.h)
• Cout_Total = Çmimi Total (duke supozuar 1KW.h = 0.15 €)
• Humidite = Lagështi
• Lumiere = Dritë

Hapi 7: Analiza e të dhënave

Po, ky është fundi!

Tani mund të vizualizoni statistikat tuaja ashtu siç dëshironi. Disa shpjegime janë gjithmonë të mira për të kuptuar se si zhvillohen:

• Energie_KWh: do të rivendoset çdo ditë në 00:00
• Cout_Total: në varësi të Energie_KWh, duke supozuar 1KW.h e barabartë me 0.15 €
• Temperatura: në ° Celsius
• I lagësht: në %HR
• Prania: nëse dikush ishte këtu mes dy dërgoje përmes Sigfox
• Lumiere: intensiteti i dritës në dhomë; 0 = dhomë e zezë, 1 = dhomë e errët, 2 = dhomë e ndriçuar, 3 = dhomë me dritë, 4 = dhomë shumë e ndritshme

Shijoni dahsboard -in tuaj!

Hapi 8: Sillni Njohuritë tuaja

Tani sistemi ynë është bërë, ne do të bëjmë projekte të tjera.

Sidoqoftë, nëse dëshironi të azhurnoni ose përmirësoni sistemin, mos ngurroni të shkëmbeni në komente!

Shpresojmë se do t'ju japë disa ide. Mos harroni t'i ndani ato.

Ju urojmë më të mirat në projektin tuaj DIY.

Timothée, Florian dhe Maxence