Intelligens energiafigyelő rendszer: 5 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Keralában (India) az energiafogyasztást a villamosenergia-/energiaosztály technikusainak gyakori helyszíni látogatásai nyomon követik és számítják ki az energiaárak kiszámításához, ami időigényes feladat, mivel több ezer ház lesz a környéken. Nincs előírás a házak egyedi energiafogyasztásának ellenőrzésére vagy elemzésére egy adott időszakban, vagy egy adott terület energiaáramlásáról szóló jelentés elkészítésére. Ez nem csak Kerala esete, hanem a világ számos pontján. Javaslok egy intelligens energiafigyelő rendszert az Arduino segítségével, hogy megkönnyítse az energiadíj ellenőrzését, felügyeletét, elemzését és kiszámítását. A rendszer az energiafelhasználási adatok folyamatos feltöltésével (egyedi felhasználói azonosító használatával) a felhőalapú adatbázisba az eszköz felhőalapú csatlakoztathatóságának segítségével. Ezenkívül lehetővé teszi felhasználó- vagy területspecifikus diagramok és jelentések készítését az egyes házak vagy régiók energiafogyasztásának és áramlásának elemzésére.

Kellékek

1. Arduino Uno
2. LCD kijelzö
3. Áramérzékelő (ACS712)

1. lépés: Bevezetés

Keralában (India) az energiafogyasztást a villamosenergia-/energiaosztály technikusainak gyakori helyszíni látogatásai nyomon követik és számítják ki az energiaárak kiszámításához, ami időigényes feladat, mivel több ezer ház lesz a környéken. Nincs előírás a házak egyedi energiafogyasztásának ellenőrzésére vagy elemzésére egy adott időszakban, vagy egy adott terület energiaáramlásáról szóló jelentés elkészítésére. Ez nem csak Kerala esete, hanem a világ számos pontján.

Ez a projekt magában foglal egy intelligens energiafelügyeleti rendszer kifejlesztését, amely megkönnyíti az energia ellenőrzését, figyelését, elemzését és viteldíjainak kiszámítását. A rendszer ezenkívül lehetővé teszi felhasználó- vagy területspecifikus diagramok és jelentések készítését az energiafogyasztás és az energiaáramlás elemzésére. A rendszermodul, amely egyedi felhasználói kódot kap az adott házegység azonosításához, ahol meg kell mérni az energiafogyasztást. Az áramfogyasztást az Arduino kártyához analóg kapcsolaton keresztül csatlakoztatott áramérzékelő segítségével figyelik. Az energiafogyasztási adatok és a felhasználó egyedi felhasználói kódja valós időben kerül feltöltésre egy dedikált felhőszolgáltatásba. A felhőből származó adatokat az energiaosztály hozzáférheti és elemzi, hogy kiszámítsa az egyéni energiafogyasztást, egyéni és kollektív energiaábrákat készítsen, energiajelentéseket készítsen és részletes energiaellenőrzést végezzen. A rendszerbe integrálható egy LCD kijelző modul a valós idejű energiamérési értékek megjelenítésére. A rendszer önállóan fog működni, ha hordozható áramforrást, például szárazcellás akkumulátort vagy Li-Po akkumulátort csatlakoztat.

2. lépés: Munkafolyamat

A projekt fő célja a felhasználó energiafogyasztásának optimalizálása és csökkentése. Ez nemcsak csökkenti az összes energiaköltséget, hanem energiát is megtakarít.

A váltakozó áramú hálózatból származó áramot a háztartási áramkörbe integrált áramérzékelőn keresztül vezetik be. A terhelésen áthaladó váltakozó áramot az áramérzékelő modul (ACS712) érzékeli, és az érzékelő kimeneti adatait az Arduino UNO analóg csapjába (A0) táplálja. Miután az Arduino megkapta az analóg bemenetet, a teljesítmény/energia mérése az Arduino vázlatban található. A számított teljesítmény és energia megjelenik az LCD kijelző modulon. A váltakozó áramkör elemzésében mind a feszültség, mind az áram szinuszos az idő függvényében.

Valódi teljesítmény (P): Ez az a teljesítmény, amelyet a készülék hasznos munkához használ. Ezt kW -ban fejezik ki.

Valódi teljesítmény = feszültség (V) x áram (I) x cosΦ

Reaktív teljesítmény (Q): Ezt gyakran képzeletbeli teljesítménynek nevezik, amely a teljesítmény mértéke a forrás és a terhelés között ingadozik, és nem végez hasznos munkát. Ezt kVAr -ban fejezik ki

Reaktív teljesítmény = feszültség (V) x áram (I) x sinΦ

Látszólagos teljesítmény (S): A gyök-közép-négyzet (RMS) feszültség és az RMS áram szorzata. Ezt úgy is meg lehet határozni, mint a valós és a meddő teljesítmény eredményét. Ezt kVA -ban fejezik ki

Látszólagos teljesítmény = feszültség (V) x áram (I)

A valódi, a reaktív és a látszólagos erő kapcsolata:

Valódi teljesítmény = látszólagos teljesítmény x cosΦ

Reaktív teljesítmény = látszólagos teljesítmény x sinΦ

Csak az elemzés valódi erejével foglalkozunk.

Teljesítménytényező (pf): Az áramkörben a valós teljesítmény és a látszólagos teljesítmény arányát nevezzük teljesítménytényezőnek.

Teljesítménytényező = Valódi teljesítmény/látszólagos teljesítmény

Így mérhetjük a teljesítmény minden formáját, valamint a teljesítménytényezőt az áramkör feszültségének és áramának mérésével. A következő szakasz az energiafogyasztás kiszámításához szükséges mérések elvégzéséhez szükséges lépéseket tárgyalja.

Az AC áramot hagyományosan áramátalakító segítségével mérik. Az ACS712 -et választották áramérzékelőnek alacsony ára és kisebb mérete miatt. Az ACS712 áramérzékelő egy Hall Effect áramérzékelő, amely pontosan méri az áramot indukáláskor. A rendszer érzékeli a váltakozó áramú vezeték körüli mágneses mezőt, amely egyenértékű analóg kimeneti feszültséget ad. Ezt követően a mikrokontroller feldolgozza az analóg feszültségkimenetet a terhelésen átfolyó áram mérésére.

A Hall -effektus egy feszültségkülönbség (Hall -feszültség) előállítása egy elektromos vezetőben, keresztirányban a vezetőben lévő elektromos áramra és az áramra merőleges mágneses mezőre.

3. lépés: Tesztelés

A forráskód itt frissül.

Az ábra az energiaszámítás soros kimenetét ábrázolja.

4. lépés: Prototípus

5. lépés: Hivatkozások

instructables.com, electronicshub.org