Խելացի էներգիայի մոնիտորինգի համակարգ `5 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:47

Կերալայում (Հնդկաստան) էներգիայի սպառումը վերահսկվում և հաշվարկվում է էլեկտրաէներգիայի/էներգիայի բաժնի տեխնիկների հաճախակի դաշտային այցելությունների միջոցով `էներգիայի սակագնի հաշվարկման համար, ինչը ժամանակատար խնդիր է, քանի որ տարածքում կլինեն հազարավոր տներ: Չկա դրույթ, որը կարող է ստուգել կամ վերլուծել տների անհատական էներգիայի սպառումը որոշակի ժամանակահատվածում, ինչպես նաև որոշակի տարածքում էներգիայի հոսքի հաշվետվություն կազմել: Սա ոչ միայն Կերալայի դեպքն է, այլև աշխարհի շատ վայրերում: Ես առաջարկում եմ էներգիայի մոնիտորինգի խելացի համակարգ Arduino- ի օգնությամբ `էներգիայի սակագնի ստուգումը, մոնիտորինգը, վերլուծությունը և հաշվարկը հեշտացնելու համար: Համակարգը ՝ էներգիայի սպառման տվյալները մշտապես վերբեռնելով (օգտագործելով յուրահատուկ օգտվողի ID) ամպային տվյալների բազայում ՝ սարքի ամպային միացման օգնությամբ: Այն լրացուցիչ թույլ կտա օգտվողներին հատուկ կամ տարածքի համար հատուկ գծապատկերներ և հաշվետվություններ կազմել `վերլուծելու առանձին տան կամ տարածաշրջանի էներգիայի սպառումը և էներգիայի հոսքը:

Պարագաներ

1. Արդուինո Ունո
2. LCD էկրան
3. Ընթացիկ տվիչ (ACS712)

Քայլ 1: Ներածություն

Կերալայում (Հնդկաստան) էներգիայի սպառումը վերահսկվում և հաշվարկվում է էլեկտրաէներգիայի/էներգիայի բաժնի տեխնիկների հաճախակի դաշտային այցելությունների միջոցով `էներգիայի սակագնի հաշվարկման համար, ինչը ժամանակատար խնդիր է, քանի որ տարածքում կլինեն հազարավոր տներ: Չկա դրույթ, որը կարող է ստուգել կամ վերլուծել տների անհատական էներգիայի սպառումը որոշակի ժամանակահատվածում, ինչպես նաև որոշակի տարածքում էներգիայի հոսքի հաշվետվություն կազմել: Սա ոչ միայն Կերալայի դեպքն է, այլև աշխարհի շատ վայրերում:

Այս նախագիծը ներառում է էներգիայի մոնիտորինգի խելացի համակարգի մշակում, որը կհեշտացնի էներգիայի ստուգումը, մոնիտորինգը, վերլուծությունը և ուղեվարձի հաշվարկը: Համակարգը լրացուցիչ թույլ կտա ստեղծել օգտվողին հատուկ կամ տարածքի համար հատուկ գծապատկերներ և հաշվետվություններ `վերլուծելու էներգիայի սպառումը և էներգիայի հոսքը: Համակարգի մոդուլը, որին կտրվի յուրահատուկ օգտվողի ծածկագիր `որոշելու այն բնակելի միավորը, որտեղ պետք է չափվի էներգիայի սպառումը: Էլեկտրաէներգիայի սպառումը կհսկվի ընթացիկ սենսորի օգնությամբ, որը միացված է Arduino տախտակին `օգտագործելով անալոգային միացում: Էներգիայի սպառման տվյալները և օգտագործողի յուրահատուկ օգտվողի ծածկագիրը կբեռնվեն իրական ժամանակում հատուկ ամպային ծառայության մեջ: Ամպից ստացվող տվյալները հասանելի կլինեն և կվերլուծվեն էներգիայի բաժնի կողմից `էներգիայի անհատական սպառումը հաշվարկելու, էներգիայի անհատական և կոլեկտիվ գծապատկերներ ստեղծելու, էներգիայի հաշվետվություններ ստեղծելու և էներգիայի մանրամասն ստուգման համար: LCD էկրանով մոդուլը կարող է ինտեգրվել համակարգին `իրական ժամանակում էներգիայի չափման արժեքները ցուցադրելու համար: Համակարգը կաշխատի ինքնուրույն, եթե կցված է շարժական էներգիայի աղբյուր, ինչպիսին է չոր բջջային մարտկոցը կամ Li-Po մարտկոցը:

Քայլ 2: Աշխատանքային հոսք

Այս նախագծի հիմնական նպատակն է օպտիմալացնել և նվազեցնել օգտագործողի կողմից էներգիայի սպառումը: Սա ոչ միայն նվազեցնում է էներգիայի ընդհանուր ծախսերը, այլև խնայում է էներգիան:

AC ցանցից սնուցվում և անցնում է ընթացիկ սենսորով, որը ինտեգրված է կենցաղային միացման մեջ: Բեռի միջով անցնող AC հոսանքը զգացվում է ընթացիկ սենսորային մոդուլով (ACS712) և սենսորից ստացվող տվյալները սնվում են Arduino UNO- ի անալոգային կապին (A0): Երբ Arduino- ն ստանում է անալոգային մուտքագրումը, էներգիայի/էներգիայի չափումը կատարվում է Arduino էսքիզի ներսում: Հաշվարկված հզորությունն ու էներգիան այնուհետև ցուցադրվում են LCD ցուցադրման մոդուլում: AC սխեմայի վերլուծության ժամանակ և՛ լարումը, և՛ հոսանքը ժամանակի հետ փոխվում են սինուսոիդալ:

Իրական հզորություն (P). Սա սարքի կողմից օգտագործվող հզորությունն է ՝ օգտակար աշխատանք արտադրելու համար: Այն արտահայտված է կՎտ -ով:

Իրական հզորություն = Լարման (V) x Ընթացիկ (I) x cosΦ

Ռեակտիվ հզորություն (Q). Սա հաճախ կոչվում է երևակայական ուժ, որը հզորության չափն է, որը տատանվում է աղբյուրի և բեռի միջև, որը ոչ մի օգտակար աշխատանք չի կատարում: Այն արտահայտված է kVAr- ով

Ռեակտիվ հզորություն = Լարման (V) x Ընթացիկ (I) x sinΦ

Ակնհայտ հզորություն (ներ). Այն սահմանվում է որպես արմատային միջին քառակուսի (RMS) լարման և RMS հոսանքի արտադրանք: Սա կարող է սահմանվել նաև որպես իրական և ռեակտիվ հզորության արդյունք: Այն արտահայտված է kVA- ով

Ակնհայտ հզորություն = Լարման (V) x Ընթացիկ (I)

Իրական, ռեակտիվ և ակնհայտ ուժի միջև կապը.

Իրական հզորություն = Արտաքին ուժ x cosΦ

Ռեակտիվ հզորություն = Ակնհայտ հզորություն x sinΦ

Վերլուծության համար մեզ մտահոգում է միայն Իրական ուժը:

Էլեկտրաէներգիայի գործոն (պֆ). Շղթայի իրական ուժի և ակնհայտ հզորության հարաբերակցությունը կոչվում է հզորության գործոն:

Հզորության գործոն = Իրական հզորություն/Ակնհայտ հզորություն

Այսպիսով, մենք կարող ենք չափել էներգիայի բոլոր ձևերը, ինչպես նաև հզորության գործակիցները ՝ չափելով միացումում լարումը և հոսանքը: Հետևյալ բաժինը քննարկում է այն քայլերը, որոնք ձեռնարկվում են էներգիայի սպառման հաշվարկման համար անհրաժեշտ չափումներ ստանալու համար:

AC հոսանքը պայմանականորեն չափվում է ՝ օգտագործելով ընթացիկ տրանսֆորմատոր: ACS712- ը ընտրվել է որպես ընթացիկ սենսոր `դրա ցածր գնի և փոքր չափի պատճառով: ACS712 Ընթացիկ սենսորը Hall Effect ընթացիկ տվիչ է, որը ճշգրիտ չափում է հոսանքը, երբ առաջանում է: AC մալուխի շուրջը հայտնաբերվում է մագնիսական դաշտ, որը տալիս է համարժեք անալոգային ելքային լարումը: Այնուհետև անալոգային լարման ելքը մշակվում է միկրոկառավարիչի կողմից `բեռի միջոցով ընթացիկ հոսքը չափելու համար:

Հոլի էֆեկտը լարման տարբերության (Հոլի լարման) արտադրությունն է էլեկտրական հաղորդիչի միջով, որը հոսանքի ուղղահայաց է դիրիժորի մեջ և հոսանքին ուղղահայաց մագնիսական դաշտ:

Քայլ 3: Փորձարկում

Աղբյուրի կոդը թարմացվում է այստեղ:

Նկարում պատկերված է էներգիայի հաշվարկման հաջորդական ելքը:

Քայլ 4: Նախատիպ

Քայլ 5: Հղումներ

instructables.com, electronshub.org