Ақылды энергия мониторингі жүйесі: 5 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Кералада (Үндістан) энергия тұтыну бақыланады және есептеледі, бұл жерде электр/энергия бөлімінің техниктері энергия тарифін есептеу үшін жиі барады, бұл уақытты қажет ететін жұмыс, өйткені бұл ауданда мыңдаған үйлер болады. Уақыт өте келе үйлердің жеке энергия тұтынуын тексеруге немесе талдауға немесе белгілі бір аймақтағы энергия ағыны туралы есеп құруға ешқандай ереже жоқ. Бұл тек Кералада ғана емес, әлемнің көптеген елдерінде. Мен энергияны тексеруді, бақылауды, талдауды және есептеуді жеңілдету үшін Arduino көмегімен ақылды энергия бақылау жүйесін ұсынамын. Құрылғының бұлтты байланысының көмегімен бұлтты дерекқорға энергияны тұтыну туралы деректерді (бірегей пайдаланушы идентификаторын пайдалану) үнемі жүктеу арқылы жүйе. Бұл жеке үйдің немесе аймақтың энергия шығыны мен энергия ағымын талдау үшін пайдаланушыға арналған арнайы немесе арнайы диаграммалар мен есептерді шығаруға мүмкіндік береді.

Жабдықтар

1. Ардуино Уно
2. СКД дисплей
3. Ағымдық сенсор (ACS712)

1 -қадам: Кіріспе

Керала қаласында (Үндістан) энергия тұтыну бақыланады және есептеледі, бұл жерде электр/энергия бөлімінің техниктері энергия тарифін есептеу үшін жиі барады, бұл уақытты қажет ететін жұмыс, өйткені бұл ауданда мыңдаған үйлер болады. Уақыт өте келе үйлердің жеке энергия тұтынуын тексеруге немесе талдауға немесе белгілі бір аймақтағы энергия ағыны туралы есеп құруға ешқандай ереже жоқ. Бұл тек Кералада ғана емес, әлемнің көптеген елдерінде.

Бұл жоба энергияны бақылауды, бақылауды, талдауды және тарифті есептеуді жеңілдететін ақылды энергия мониторингі жүйесін дамытуды қамтиды. Жүйе қосымша тұтынушы мен энергия ағынына талдау жасау үшін пайдаланушыға немесе арнайы диаграммалар мен есептер шығаруға мүмкіндік береді. Жүйелік модуль энергия тұтынуды өлшеу қажет болатын жеке корпусты анықтау үшін бірегей пайдаланушы кодымен беріледі. Қуат шығыны Analog қосылымы бар Arduino тақтасына қосылған ток сенсорының көмегімен бақыланады. Энергияны тұтыну деректері мен пайдаланушының бірегей коды нақты уақытта бұлтты қызметке жүктеледі. Бұлттан алынған мәліметтерге энергия бөлімі жеке энергия шығынын есептеу, жеке және ұжымдық энергия карталарын құру, энергия есептерін жасау және энергияны егжей -тегжейлі тексеру үшін энергетикалық бөлім қол жеткізеді және талдайды. Сұйық кристалды дисплей модулін энергияны нақты уақытта өлшеу мәндерін көрсету үшін жүйеге біріктіруге болады. Егер құрғақ ұялы батарея немесе Li-Po аккумуляторы сияқты портативті қуат көзі қосылған болса, жүйе өздігінен жұмыс істейді.

2 -қадам: Жұмыс процесі

Бұл жобаның негізгі бағыты - пайдаланушының энергия тұтынуын оңтайландыру және азайту. Бұл жалпы энергия шығынын азайтып қана қоймайды, сонымен қатар энергия үнемдеуге мүмкіндік береді.

Айнымалы ток көзінен қуат үй тізбегіне қосылған ток датчигі арқылы алынады және өтеді. Жүктеме арқылы өтетін айнымалы ток ток сенсорлық модульмен (ACS712) сезіледі және сенсордан шығатын деректер Arduino UNO аналогтық түйреуішіне (A0) беріледі. Аналогты кірісті Arduino қабылдағаннан кейін қуатты/энергияны өлшеу Arduino эскизінде болады. Содан кейін есептелген қуат пен энергия СКД дисплей модулінде көрсетіледі. Айнымалы токты талдау кезінде кернеу де, ток та уақыт бойынша синусоидальды түрде өзгереді.

Нақты қуат (P): Бұл құрылғы пайдалы жұмыс жасау үшін қолданатын қуат. Ол кВт -та көрсетілген.

Нақты қуат = Кернеу (V) x Ток (I) x cosΦ

Реактивті қуат (Q): Көбінесе бұл ойдан шығарылған қуат деп аталады, бұл қуат көзі мен жүктеме арасында ауытқып тұрады, бұл пайдалы жұмыс жасамайды. Ол кВАр -да көрсетілген

Реактивті қуат = Кернеу (V) x Ток (I) x sinΦ

Көрінетін қуат (S): Ол орташа квадраттық (RMS) кернеу мен RMS токының туындысы ретінде анықталады. Мұны нақты және реактивті қуаттың нәтижесі ретінде де анықтауға болады. Ол кВА -да көрсетілген

Көрінетін қуат = Кернеу (V) x Ток (I)

Нақты, реактивті және көрінетін күш арасындағы байланыс:

Нақты қуат = Көрінетін қуат x cosΦ

Реактивті қуат = Көрінетін қуат x sinΦ

Біз тек талдау үшін Нағыз билікке алаңдаймыз.

Қуат факторы (pf): нақты қуаттың тізбектегі көрінетін қуатқа қатынасы қуат коэффициенті деп аталады.

Қуат факторы = нақты қуат/көрінетін қуат

Осылайша, біз тізбектегі кернеу мен токты өлшеу арқылы қуаттың барлық түрін, сондай -ақ қуат коэффициентін өлшей аламыз. Келесі бөлімде энергия шығынын есептеу үшін қажетті өлшемдерді алу үшін жасалған қадамдар талқыланады.

Айнымалы ток ток трансформаторының көмегімен өлшенеді. ACS712 ағымдағы сенсор ретінде таңдалды, себебі оның бағасы төмен және өлшемі кішірек. ACS712 ток сенсоры - индукцияланған кезде токты дәл өлшейтін Hall Effect ток сенсоры. Айнымалы ток сымының айналасындағы магнит өрісі анықталады, ол эквивалентті шығыс кернеуін береді. Содан кейін аналогты кернеу шығысы микроконтроллермен өңделеді, ол жүктеме арқылы ток ағымын өлшейді.

Холл эффектісі - өткізгіштегі электр тогына көлденең және токқа перпендикуляр магнит өрісінің кернеу айырмашылығын (Холл кернеуі) өндіру.

3 -қадам: тестілеу

Бұл жерде бастапқы код жаңартылады.

Суретте энергия есептеулерінің сериялық шығысы бейнеленген.

4 -қадам: прототип

5 -қадам: Әдебиеттер

Instructables.com, electronicshub.org