Sigfox orqali elektr iste'moli va atrof -muhit monitoringi: 8 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Tavsif

Ushbu loyiha sizga uch fazali quvvat taqsimoti bo'yicha xonaning elektr sarfini qanday olish va keyin uni har 10 daqiqada Sigfox tarmog'idan foydalangan holda serverga yuborish yo'llarini ko'rsatadi.

Quvvatni qanday o'lchash mumkin?

Biz eski energiya hisoblagichidan uchta oqim qisqichini oldik.

Ehtiyot bo'ling ! Qisqichlarni o'rnatish uchun elektrchi kerak. Bundan tashqari, agar siz o'rnatish uchun qaysi qisqich kerakligini bilmasangiz, sizga elektrchi maslahat berishi mumkin.

Qaysi mikrokontroller ishlatiladi?

Biz Arduino bilan mos keladigan Snootlab Akeru kartasidan foydalandik.

U hamma elektr hisoblagichlarda ishlaydimi?

Ha, biz qisqichlar yordamida faqat oqimni o'lchaymiz. Shunday qilib, siz xohlagan liniyaning sarfini hisoblashingiz mumkin.

Bunga qancha vaqt ketadi?

Barcha apparat talablariga ega bo'lgandan so'ng, manba kodi Github -da mavjud. Shunday qilib, bir -ikki soat ichida siz uni ishga sola olasiz.

Menga oldingi bilim kerakmi?

Siz elektr bilan nima qilayotganingizni va Arduino va Actoboard -dan qanday foydalanishni bilishingiz kerak.

Arduino va Actoboard uchun siz Google -dan barcha asoslarni o'rganishingiz mumkin. Foydalanish juda oson.

Biz kimmiz?

Bizning ismlarimiz Florian PARIS, Timoti FERRER-LOUBEAU va Maksens MONTFORT. Biz Parijdagi Per va Mari Kuri Universiteti talabalarimiz. Ushbu loyiha frantsuz muhandislik maktabida (Polytech'Paris-UPMC) ta'lim maqsadiga olib keladi.

1 -qadam: Sigfox va Actoboard

Sigfox nima?

Sigfox Ultra tor tarmoqli (UNB) radio texnologiyasidan foydalanadi. Signalning chastotasi 10Hz-90Hz atrofida, shuning uchun shovqin tufayli signalni aniqlash qiyin. Ammo Sigfox shovqin paytida signalni hal qila oladigan protokolni ixtiro qildi. Bu texnologiya juda katta diapazonga ega (40kmgacha), bundan tashqari chipning sarflanishi GSM chipidan 1000 barobar kam. Sigfox chipining xizmat qilish muddati juda yaxshi (10 yilgacha). Shunga qaramay, sigfox texnologiyasi uzatish chekloviga ega (kuniga 12 baytli 150 ta xabar). Shuning uchun sigfox - bu narsalar Internetiga (IoT) bag'ishlangan ulanishli echim.

Actoboard nima?

Actoboard - bu foydalanuvchiga jonli ma'lumotlarni ko'rsatish uchun grafik (asboblar paneli) yaratishga imkon beradigan onlayn xizmat, vidjet yaratish tufayli uni sozlash imkoniyatlari juda ko'p. Ma'lumotlar Arduino chipimizdan o'rnatilgan Sigfox moduli tufayli yuboriladi. Yangi vidjet yaratganingizda, siz qiziqqan o'zgaruvchini tanlashingiz, so'ngra ishlatmoqchi bo'lgan grafik turini tanlashingiz kerak (chiziqli grafik, nuqta buluti …) va nihoyat kuzatuv oralig'i. Bizning kartamiz ma'lumotlarni ushlab turuvchilardan (bosim, harorat, ma'rifat) va joriy qisqichlardan yuboradi, ma'lumot har kuni va har haftada, shuningdek elektr energiyasiga sarflangan pullarda ko'rsatiladi.

2 -qadam: Uskuna talablari

Bu darslikda biz quyidagilarni ishlatamiz.

• Snootlab-Akeru
• Qalqon Arduino Seeed studiyasi
• LEM EMN 100-W4 (faqat qisqichlar)
• Fotoselga qarshilik
• BMP 180
• SEN11301P
• RTC

Ehtiyot bo'ling: chunki bizda faqat oqimni o'lchash uchun uskunalar bor, biz ba'zi taxminlar qildik. Keyingi bosqichga qarang: elektrni o'rganish.

-Raspberry PI 2: Biz Raspberry -dan Actoboard ma'lumotlarini elektr hisoblagich yonidagi ekranda ko'rsatish uchun ishlatardik (malina oddiy kompyuterga qaraganda kamroq joy egallaydi).

-Snootlab Akeru: Sigfox modulini o'z ichiga olgan Arduino kartasida sensorlar ma'lumotlarini tahlil qilish va Actoboard -ga yuborish imkonini beruvchi monitoring dasturi mavjud.

-Grove Shield: bu Akeru chipiga ulangan qo'shimcha modul bo'lib, u 6 ta analogli port va 3 I²C portni o'z ichiga oladi, ular sensorlarimizni ulash uchun ishlatiladi.

-LEM EMN 100-W4: Bu kuchaytirgich qisqichlari elektr hisoblagichning har bir fazasiga ulanadi, biz tugallangan tokning tasvirini 1,5% aniqlikda olish uchun parallel qarshilikdan foydalanamiz.

-BMP 180: Bu sensor -40 dan 80 ° C gacha bo'lgan haroratni, shuningdek 300 dan 1100 gPa gacha bo'lgan bosimni o'lchaydi, uni I2C uyasiga ulash lozim.

-SEN11301P: Bu sensor, shuningdek, haroratni o'lchashga imkon beradi (biz bu funktsiyadan foydalanamiz, chunki u aniqroq -BMP180 uchun 1 ° C o'rniga> 0,5%) va namlikni 2% aniqlikda.

-Fotoresistor: Biz bu komponentni yorqinlikni o'lchash uchun ishlatamiz, u yuqori qarshilikli yarimo'tkazgich bo'lib, u nashrida ko'tarilganda qarshilikni pasaytiradi. Biz tasvirlash uchun qarshilikning beshta oralig'ini tanladik

3 -qadam: Elektrotexnika

Dasturlashdan oldin, qaytarilishi kerak bo'lgan qiziqarli ma'lumotlarni va ulardan qanday foydalanishni bilish maqsadga muvofiqdir. Buning uchun biz loyihaning elektrotexnik tadqiqotini o'tkazamiz.

Biz uchta oqim qisqichi (LEM EMN 100-W4) tufayli oqimni chiziqlarga qaytaramiz. Keyin oqim 10 Ohm qarshilik bilan o'tadi. Qarshilik chegaralaridagi kuchlanish mos keladigan chiziqdagi tok tasviridir.

E'tibor bering, elektrotexnikada muvozanatli uch fazali tarmoqdagi quvvat quyidagi munosabat bilan hisoblanadi: P = 3*V*I*cos (Phi).

Bu erda biz nafaqat uch fazali tarmoq muvozanatli, balki cos (Phi) = 1 ekanligini ham ko'rib chiqamiz. Quvvat faktorining 1 ga tengligi faqat rezistiv yuklarni o'z ichiga oladi. Amalda imkonsiz narsa. Chiziqlar oqimining keskinlik tasvirlari to'g'ridan-to'g'ri Snootlab-Akeru-da 1 soniya davomida tanlanadi. Biz har bir kuchlanishning maksimal qiymatini qaytaramiz. Keyin, biz o'rnatishda iste'mol qilingan oqimning umumiy miqdorini olish uchun ularni qo'shamiz. Biz samarali qiymatni quyidagi formula bo'yicha hisoblaymiz: Vrms = SUM (Vmax)/SQRT (2)

Keyin biz oqimning haqiqiy qiymatini hisoblaymiz, biz qarshilik qiymatini, shuningdek oqim qisqichlarining koeffitsientini hisoblaymiz: Irms = Vrms*res*(1/R) (res - ADC 4.88mv/bit)

O'rnatishning samarali oqimi ma'lum bo'lgach, biz yuqoridagi formulada quvvatni hisoblaymiz. Keyin biz undan iste'mol qilingan energiyani chiqarib tashlaymiz. Va biz natijani kW.h ga aylantiramiz: W = P*t

Biz nihoyat 1 kVt / soat = 0,15 evro hisobga olingan holda kVt / s narxini hisoblaymiz. Biz obuna xarajatlarini e'tiborsiz qoldiramiz.

4 -qadam: Barcha tizimni ulash

• PINCE1 A0
• PINCE2 A1
• PINCE3 A2
• FOTOSEL A3
• DETECTUR 7
• LED 8
• DHTPIN 2
• DHTTYPE DHT21 // DHT 21
• BAROMETR 6
• Adafruit_BMP085PIN 3
• Adafruit_BMP085TYPE Adafruit_BMP085

5 -qadam: Kodni yuklab oling va kodni yuklang

Endi siz hamma yaxshi bog'langansiz, kodni bu erdan yuklab olishingiz mumkin:

github.com/MAXNROSES/Monitoring_Electrical…

Kod frantsuz tilida, ba'zi tushuntirishlarga muhtoj bo'lganlar uchun sharhlarda so'rashdan qo'rqing.

Endi sizda kod bor, uni Snootlab-Akeru-ga yuklashingiz kerak. Buning uchun Arduino IDE -dan foydalanishingiz mumkin, agar kod yuklansa, LED sizning harakatlaringizga javob beradimi -yo'qligini bilib olasiz.

6 -qadam: Actoboard -ni o'rnating

Endi sizning tizimingiz ishlamoqda, siz actoboard.com saytidagi ma'lumotlarni ingl.

Sizni Sigfox yoki Snootlab-Akeru kartasidan olgan identifikatoringiz va parolingiz bilan bog'lang.

Ish tugagach, siz yangi boshqaruv panelini yaratishingiz kerak. Shundan so'ng siz xohlagan vidjetlarni asboblar paneliga qo'shishingiz mumkin.

Ma'lumotlar frantsuz tilida keladi, shuning uchun ularning ekvivalenti:

• Energie_KWh = Energiya (kVt / soat)
• Cout_Total = Umumiy narx (1KVt / soat = 0.15 evrodan)
• Namlik = namlik
• Lumier = yorug'lik

7 -qadam: ma'lumotlarni tahlil qilish

Ha, bu oxirat!

Endi siz o'z statistikangizni xohlagan tarzda tasavvur qilishingiz mumkin. Qanday qilib ishlab chiqilganligini tushunish uchun ba'zi tushuntirishlar har doim yaxshi bo'ladi:

• Energie_KWh: u har kuni 00:00 da tiklanadi
• Cout_Total: Energie_KWh ga qarab, 1KW.h 0,15 evroga teng
• Harorat: ° S da
• Gumidit: %HRda
• Mavjudlik: agar kimdir bu erda ikkisi o'rtasida bo'lsa, Sigfox orqali yuboring
• Lumiere: xonadagi yorug'lik intensivligi; 0 = qora xona, 1 = qorong'i xona, 2 = xona yoritilgan, 3 = yorug 'xona, 4 = juda yorug' xona

O'zingizning taxtangizdan zavqlaning!

8 -qadam: O'z bilimingizni keltiring

Endi bizning tizimimiz tugadi, biz boshqa loyihalarni amalga oshirmoqchimiz.

Ammo, agar siz tizimni yangilashni yoki takomillashtirishni xohlasangiz, sharhlarda almashishingiz mumkin!

Umid qilamizki, bu sizga ba'zi fikrlarni beradi. Ularni baham ko'rishni unutmang.

Sizga DIY loyihasida omad tilaymiz.

Timoti, Florian va Maksens