Sigfox vasitəsi ilə elektrik istehlakı və ətraf mühitin monitorinqi: 8 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

Təsvir

Bu layihə, üç fazalı bir enerji paylamasında bir otağın elektrik istehlakını necə əldə edəcəyinizi və sonra hər 10 dəqiqədə Sigfox şəbəkəsini istifadə edərək bir serverə göndərməyi sizə göstərəcək.

Gücü necə ölçmək olar?

Köhnə bir enerji sayğacından üç cərəyan bağlayıcısı aldıq.

Ehtiyatlı ol ! Qısqacların quraşdırılması üçün elektrikçi tələb olunur. Ayrıca, quraşdırma üçün hansı sıxaca ehtiyacınız olduğunu bilmirsinizsə, bir elektrikçi sizə məsləhət verə bilər.

Hansı mikrokontrollerlərdən istifadə olunacaq?

Arduino ilə uyğun olan Snootlab Akeru kartından istifadə etdik.

Bütün elektrik sayğaclarında işləyirmi?

Bəli, sıxaclar sayəsində yalnız cərəyanı ölçürük. Beləliklə, istədiyiniz xəttin istehlakını saya bilərsiniz.

Bunu etmək üçün nə qədər vaxt lazımdır?

Bütün hardware tələblərinə sahib olduqdan sonra mənbə kodu Github -da mövcuddur. Beləliklə, bir -iki saat ərzində onu işə sala biləcəksiniz.

Əvvəlki biliklərə ehtiyacım varmı?

Elektriklə nə etdiyinizi və Arduino və Actoboard -dan necə istifadə edəcəyinizi bilməlisiniz.

Arduino və Actoboard üçün bütün əsasları Google -dan öyrənə bilərsiniz. İstifadəsi çox asandır.

Biz kimik?

Adlarımız Florian PARIS, Timothée FERRER-LOUBEAU və Maxence MONTFORT. Biz Parisdəki Pierre et Marie Curie Universitetinin tələbəsiyik. Bu layihə bir Fransız mühəndislik məktəbində (Polytech'Paris-UPMC) təhsil məqsədinə yönəldilmişdir.

Addım 1: Sigfox & Actoboard

Sigfox nədir?

Sigfox, Ultra Dar Bantda (UNB) radio texnologiyasından istifadə edir. Siqnalın tezliyi 10Hz-90Hz civarındadır, buna görə də səs-küy səbəbindən siqnalı aşkar etmək çətindir. Ancaq Sigfox, səs -küydə siqnalı deşifr edə biləcək bir protokol icad etdi. Bu texnologiya böyük bir məsafəyə malikdir (40km -ə qədər), üstəlik çipin istehlakı GSM çipindən 1000 dəfə azdır. Sigfox çipinin əla ömrü var (10 ilə qədər). Buna baxmayaraq, sigfox texnologiyası bir ötürmə məhdudiyyətinə malikdir (gündə 12 baytdan 150 mesaj). Buna görə sigfox, Əşyaların İnterneti (IoT) ilə əlaqəli bir əlaqə quran bir həlldir.

Actoboard nədir?

Actoboard, istifadəçiyə canlı məlumatları göstərmək üçün qrafiklər (tablosuna) yaratmağa imkan verən bir onlayn xidmətdir, widget yaradılması sayəsində çoxlu fərdiləşdirmə imkanlarına malikdir. Məlumatlar inteqrasiya olunmuş Sigfox modulu sayəsində Arduino çipimizdən göndərilir. Yeni bir widget yaratdığınız zaman, sadəcə maraqlandığınız dəyişəni seçməlisiniz və sonra istifadə etmək istədiyiniz qrafik növünü (bar qrafiki, bal buludu …) və nəhayət müşahidə müddətini seçməlisiniz. Kartımız məlumatları kapitanlardan (təzyiq, temperatur, maarifləndirici) və cari sıxaclardan göndərəcək, məlumatlar gündəlik və həftəlik, habelə elektrik enerjisinə xərclənən pullarla göstəriləcək.

Addım 2: Avadanlıq Tələbləri

Bu təlimatda istifadə edəcəyik:

• Snootlab-Akeru
• Bir qalxan Arduino Seeed Studio
• A LEM EMN 100-W4 (yalnız sıxaclar)
• Fotosel rezistoru
• BMP 180
• SEN11301P
• RTC

Ehtiyatlı olun: cərəyanı ölçmək üçün yalnız cihazımız olduğuna görə bəzi fərziyyələr etdik. Növbəti addıma baxın: elektrik işi.

-Raspberry PI 2: Elektrik sayğacının yanındakı ekranda Actoboard məlumatlarını göstərmək üçün Moruqdan istifadə etdik (moruq adi kompüterdən daha az yer tutur).

-Snootlab Akeru: Sigfox modulunu tamamlayan bu Arduino kartı, sensorlardan məlumatları təhlil etməyə və Actoboard -a göndərməyə imkan verən izləmə proqramını ehtiva edir.

-Grove Shield: Akeru çipinə qoşulmuş əlavə bir moduldur, 6 analoq portu və sensorlarımızı bağlamaq üçün istifadə olunan 3 I²C portu var

-LEM EMN 100-W4: Bu gücləndirici sıxaclar elektrik sayğacının hər fazasına bağlanır, bitmiş cərəyanın görüntüsünü 1,5% dəqiqliklə əldə etmək üçün paralel rezistordan istifadə edirik.

-BMP 180: Bu sensor -40 ilə 80 ° C arasındakı temperaturu və 300 ilə 1100 hPa arasındakı havadakı təzyiqi ölçür, onu I2C yuvasına bağlamaq lazımdır.

-SEN11301P: Bu sensor həm də temperaturu (daha dəqiq olduğu üçün bu funksiyadan istifadə edəcəyik -BMP180 üçün 1 ° C əvəzinə> 0,5%) və rütubəti 2% dəqiqliklə ölçməyə imkan verir.

-Fotoresistor: Parlaqlığı ölçmək üçün bu komponentdən istifadə edirik, parlaqlıq yüksəldikdə müqavimətini aşağı salan yüksək müqavimətli yarı keçiricidir. Təsvir etmək üçün beş müqavimət aralığını seçdik

Addım 3: Elektrik Tədqiqatı

Proqramlaşdırmaya başlamazdan əvvəl geri qaytarılacaq maraqlı məlumatları və onlardan necə istifadə olunacağını bilmək məsləhətdir. Bunun üçün layihənin elektrotexniki araşdırmasını həyata keçiririk.

Üç cərəyan bağlayıcısı (LEM EMN 100-W4) sayəsində cərəyanı xətlərə qaytarırıq. Sonra cərəyan 10 Ohm müqavimətlə keçir. Müqavimətin sərhədlərindəki gərginlik, uyğun xətdəki cərəyanın görüntüsüdür.

Diqqət yetirin, elektrotexnikada yaxşı balanslaşdırılmış üç fazalı şəbəkənin gücü aşağıdakı əlaqə ilə hesablanır: P = 3*V*I*cos (Phi).

Burada yalnız üç fazalı şəbəkənin balanslaşdırıldığını deyil, həm də cos (Phi) = 1 olduğunu düşünürük. 1 -ə bərabər olan bir güc faktoru sırf rezistivləri ehtiva edir. Praktikada mümkün olmayan şey. Xətlərin cərəyanlarının gərginlik görüntüləri birbaşa Snootlab-Akeru üzərində 1 saniyə ərzində nümunə götürülür. Hər gərginliyin maksimum dəyərini geri alırıq. Sonra, quraşdırma ilə istehlak olunan cərəyanın ümumi miqdarını əldə etmək üçün onları əlavə edirik. Effektiv dəyəri aşağıdakı düsturla hesablayırıq: Vrms = SUM (Vmax)/SQRT (2)

Sonra müqavimətlərin dəyərini və cari sıxacların əmsalını təyin edərək tapdığımız cərəyanın həqiqi dəyərini hesablayırıq: İrms = Vrms*res*(1/R) (res ADC 4.88mv/bit)

Quraşdırmanın təsirli cərəyan miqdarı məlum olduqdan sonra, gücünü daha yüksək görünən düsturla hesablayırıq. Bundan sonra istehlak olunan enerjini ondan ayırırıq. Və nəticəni kW.h çeviririk: W = P*t

1kW.h = 0.15 € olduğunu nəzərə alaraq nəhayət qiyməti kW.h ilə hesablayırıq. Abunə xərclərinə laqeyd yanaşırıq.

Addım 4: Bütün Sistemi Bağlayın

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

Addım 5: Kodu Yükləyin və Kodu Yükləyin

İndi hamınız yaxşı əlaqələndirdiniz, kodu buradan yükləyə bilərsiniz:

github.com/MAXNROSES/Monitoring_Electrical…

Kod fransız dilindədir, bəzi izahlara ehtiyacı olanlar üçün şərhlərdə soruşmaqdan çekinmeyin.

İndi kodunuz var, onu Snootlab-Akeru-ya yükləməlisiniz. Bunu etmək üçün Arduino IDE -dən istifadə edə bilərsiniz. Kod yükləndikdən sonra ledin hərəkətlərinizə cavab verib -vermədiyini görə bilərsiniz.

Addım 6: Actoboard qurun

İndi sisteminiz işləyir, aktoboard.comdakı məlumatları görüntüləyə bilərsiniz.

Sigfox və ya Snootlab-Akeru kartından aldığınız şəxsiyyət və şifrənizlə sizi bağlayın.

Tamamlandıqdan sonra yeni bir tablosu yaratmalısınız. Bundan sonra istədiyiniz vidjetləri tablosuna əlavə edə bilərsiniz.

Məlumatlar fransız dilində gəlir, buna görə də ekvivalentləri budur:

• Energie_KWh = Enerji (KW.h ilə)
• Cout_Total = Ümumi Qiymət (1KW.s = 0.15 Avro ilə)
• Humidit = Rütubət
• Lumiere = İşıq

Addım 7: Məlumatların təhlili

Bəli, bu sondur!

Artıq statistikanızı istədiyiniz şəkildə görüntüləyə bilərsiniz. Necə inkişaf etdirildiyini anlamaq üçün bəzi şərhlər həmişə yaxşıdır:

• Energie_KWh: hər gün 00: 00 -da sıfırlanacaq
• Cout_Total: Energie_KWh -dən asılı olaraq, 1KW.h 0.15 € bərabərdir
• İstilik: ° C -də
• Humidit: %HR ilə
• Varlıq: kimsə burada ikisi arasında olsaydı Sigfox vasitəsilə göndərin
• Lumiere: otaqdakı işığın intensivliyi; 0 = qara otaq, 1 = qaranlıq otaq, 2 = otaq işıqlı, 3 = işıqlı otaq, 4 = çox işıqlı otaq

Dəhliz taxtanızdan zövq alın!

Addım 8: Biliklərinizi gətirin

İndi sistemimiz hazırdır, başqa layihələr edəcəyik.

Ancaq sistemi təkmilləşdirmək və ya təkmilləşdirmək istəyirsinizsə, şərhlərdə mübadilə etməkdən çekinmeyin!

Ümid edirik ki, sizə bəzi fikirlər verəcəkdir. Onları paylaşmağı unutmayın.

DIY layihənizdə sizə ən yaxşısını diləyirik.

Timothée, Florian və Maxence