Ağıllı Enerji İzləmə Sistemi: 5 addım

2025 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2025-01-23 12:54

Keralada (Hindistan), enerji sərfiyyatı hesablanması üçün elektrik/enerji şöbəsinin texniki işçiləri tərəfindən tez-tez sahə ziyarətləri ilə bölgədə minlərlə ev olacağı üçün enerji istehlakı izlənilir və hesablanır. Müəyyən bir müddətdə evlərin fərdi enerji istehlakını yoxlamaq və ya təhlil etmək və ya müəyyən bir ərazidə enerji axını hesabatı yaratmaq üçün heç bir müddəa yoxdur. Bu, təkcə Keralada deyil, dünyanın bir çox yerində belədir. Enerji gediş haqqının yoxlanılması, monitorinqi, təhlili və hesablanmasını asanlaşdırmaq üçün Arduinonun köməyi ilə ağıllı bir enerji izləmə sistemi təklif edirəm. Cihazın bulud bağlantısının köməyi ilə daim enerji istehlakı məlumatlarını (unikal istifadəçi identifikatorundan istifadə edərək) bulud verilənlər bazasına yükləyərək sistem. Əlavə olaraq fərdi bir evin və ya bölgənin enerji istehlakını və enerji axınını təhlil etmək üçün istifadəçi üçün xüsusi və ya sahəyə aid xüsusi cədvəllər və hesabatlar yaratmağa imkan verəcəkdir.

Təchizat

1. Arduino Uno
2. LCD Ekran
3. Cari Sensor (ACS712)

Addım 1: Giriş

Keralada (Hindistan) enerji sərfiyyatı hesablanması üçün elektrik/enerji şöbəsinin texnikləri tərəfindən tez-tez sahə ziyarətləri ilə enerji istehlakı izlənilir və hesablanır ki, bu da ərazidə minlərlə ev olacaq. Müəyyən bir müddətdə evlərin fərdi enerji istehlakını yoxlamaq və ya təhlil etmək və ya müəyyən bir ərazidə enerji axını hesabatı yaratmaq üçün heç bir müddəa yoxdur. Bu, təkcə Keralada deyil, dünyanın bir çox yerində belədir.

Bu layihə, enerjinin yoxlanılması, monitorinqi, təhlili və gediş haqqının hesablanmasını asanlaşdıracaq ağıllı bir enerji izləmə sisteminin inkişafını nəzərdə tutur. Sistem, əlavə olaraq, istehlakçı və enerji axını analiz etmək üçün istifadəçi xüsusi və ya sahəyə aid xüsusi cədvəllər və hesabatlar yaratmağa imkan verəcəkdir. Enerji istehlakının ölçülməsi lazım olan xüsusi mənzil blokunu müəyyən etmək üçün unikal bir istifadəçi kodu veriləcək sistem modulu. Güc istehlakı, Analog bağlantısı istifadə edərək bir Arduino lövhəsinə qoşulmuş bir cərəyan sensoru ilə izləniləcəkdir. Enerji istehlakı məlumatları və istifadəçinin unikal istifadəçi kodu real vaxtda xüsusi bir bulud xidmətinə yüklənəcək. Buluddan alınan məlumatlar fərdi enerji istehlakını hesablamaq, fərdi və kollektiv enerji cədvəlləri yaratmaq, enerji hesabatları yaratmaq və ətraflı enerji yoxlaması üçün enerji şöbəsi tərəfindən əldə ediləcək və təhlil ediləcək. Bir LCD ekran modulu sistemə real vaxt enerji ölçmə dəyərlərini göstərmək üçün birləşdirilə bilər. Quru hüceyrə batareyası və ya Li-Po batareyası kimi portativ bir enerji mənbəyi əlavə edildikdə sistem müstəqil işləyəcək.

Addım 2: İş axını

Bu layihənin əsas istiqaməti istifadəçi tərəfindən enerji istehlakını optimallaşdırmaq və azaltmaqdır. Bu, ümumi enerji xərclərini azaltmaqla yanaşı, həm də enerjiyə qənaət edəcəkdir.

AC elektrik şəbəkəsindən alınan elektrik enerjisi məişət dövrəsinə inteqrasiya olunmuş cərəyan sensoru vasitəsilə ötürülür. Yükdən keçən AC cərəyanı cari sensor modulu (ACS712) tərəfindən algılanır və sensordan çıxan məlumatlar Arduino UNO -nun analoq pininə (A0) verilir. Analog giriş Arduino tərəfindən alındıqdan sonra güc/enerjinin ölçülməsi Arduino eskizinin içərisindədir. Hesablanmış güc və enerji daha sonra LCD ekran modulunda göstərilir. AC dövrə analizində həm gərginlik, həm də cərəyan zamanla sinusoidal olaraq dəyişir.

Real Güc (P): Bu cihazın faydalı iş çıxarmaq üçün istifadə etdiyi gücdür. KVt ilə ifadə olunur.

Real Güc = Gərginlik (V) x Cərəyan (I) x cosΦ

Reaktiv Güc (Q): Buna tez -tez heç bir faydalı iş görməyən mənbə ilə yük arasında salınan güc ölçüsü olan xəyali güc deyilir. KVAr ilə ifadə olunur

Reaktiv Güc = Gərginlik (V) x Cərəyan (I) x sinΦ

Görünən Güc (S): Kök-Orta Meydan (RMS) Gərginliyinin və RMS Cərəyanının məhsulu olaraq təyin olunur. Bu da real və reaktiv gücün nəticəsi olaraq təyin edilə bilər. KVA ilə ifadə olunur

Görünən Güc = Gərginlik (V) x Cərəyan (I)

Real, Reaktiv və Görünən güc arasındakı əlaqə:

Real Güc = Görünən Gücü x cosΦ

Reaktiv Güc = Görünən Güc x sinΦ

Analiz üçün yalnız Real gücdən narahatıq.

Güc Faktoru (pf): Həqiqi gücün bir dövrədə görünən gücə nisbətinə güc faktoru deyilir.

Güc Faktoru = Real Güc/Görünən Güc

Beləliklə, dövrədəki gərginliyi və cərəyanı ölçərək bütün güc növlərini və güc faktorunu ölçə bilərik. Aşağıdakı hissədə enerji istehlakını hesablamaq üçün lazım olan ölçüləri əldə etmək üçün atılan addımlar müzakirə olunur.

AC cərəyanı şərti olaraq bir cərəyan transformatoru ilə ölçülür. ACS712, aşağı qiyməti və kiçik ölçüsü səbəbindən cari sensor olaraq seçildi. ACS712 Akım Sensoru, induksiya edildikdə cərəyanı dəqiq ölçən Hall Effect cərəyan sensorudur. AC telinin ətrafındakı maqnit sahəsi, ekvivalent analog çıxış gərginliyi verir. Analoq gərginlik çıxışı daha sonra yükdən keçən cərəyanı ölçmək üçün mikrokontrolör tərəfindən işlənir.

Hall Effekti, elektrik keçiricisindəki bir elektrik cərəyanına eninə və cərəyana dik bir maqnit sahəsinə enən bir gərginlik fərqinin (Hall gərginliyi) meydana gəlməsidir.

Addım 3: Test

Mənbə kodu burada yenilənir.

Şəkil, enerji hesablamasından əldə edilən seriyalı çıxışı əks etdirir.

Addım 4: Prototip

Addım 5: İstinadlar

Instructables.com, electronicshub.org