Էլեկտրական սպառման և շրջակա միջավայրի մոնիթորինգ Sigfox- ի միջոցով. 8 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Նկարագրություն

Այս նախագիծը ցույց կտա ձեզ, թե ինչպես կարելի է եռաֆազ էներգիայի բաշխման միջոցով ստանալ սենյակի էլեկտրական սպառումը, այնուհետև այն ուղարկել սերվեր ՝ օգտագործելով Sigfox ցանցը յուրաքանչյուր 10 րոպեն մեկ:

Ինչպե՞ս չափել ուժը:

Մենք երեք ընթացիկ սեղմակներ ենք ստացել հին էներգաչափիչից:

Զգույշ եղիր ! Ամրացուցիչների տեղադրման համար անհրաժեշտ է էլեկտրիկ: Բացի այդ, եթե չգիտեք, թե որ սեղմակն է անհրաժեշտ ձեր տեղադրման համար, էլեկտրիկը կարող է ձեզ խորհուրդ տալ:

Ո՞ր միկրոկոնտրոլերներն են օգտագործվելու:

Մենք օգտագործեցինք Snootlab Akeru քարտը, որը համատեղելի է Arduino- ի հետ:

Արդյո՞ք այն աշխատում է բոլոր էլեկտրական հաշվիչների վրա:

Այո, մենք չափում ենք միայն հոսանքը սեղմակների շնորհիվ: Այսպիսով, դուք կարող եք հաշվել ձեր ուզած գծի սպառումը:

Որքա՞ն ժամանակ է պահանջվում դրա պատրաստման համար:

Սարքավորման բոլոր պահանջներն ունենալուց հետո աղբյուրի կոդը հասանելի է Github- ում: Այսպիսով, մեկ -երկու ժամվա ընթացքում դուք կկարողանաք այն գործի դնել:

Արդյո՞ք ինձ անհրաժեշտ է որևէ նախկին գիտելիք:

Դուք պետք է իմանաք, թե ինչ եք անում էլեկտրականությամբ և ինչպես օգտագործել Arduino- ն և Actoboard- ը:

Arduino- ի և Actoboard- ի համար կարող եք սովորել Google- ի բոլոր հիմքերը: Շատ հեշտ է օգտագործել:

Ո՞վ ենք մենք:

Մեր անուններն են ՝ Florian PARIS, Timothée FERRER-LOUBEAU և Maxence MONTFORT: Մենք Փարիզի Պիեռ և Մարի Կյուրի համալսարանի ուսանողներ ենք: Այս նախագիծը կրթական նպատակ է հետապնդում ֆրանսիական ինժեներական դպրոցում (Polytech'Paris-UPMC):

Քայլ 1. Sigfox & Actoboard

Ինչ է Sigfox- ը:

Sigfox- ը օգտագործում է ռադիոտեխնոլոգիան Ultra Narrow Band- ում (UNB): Ազդանշանի հաճախականությունը մոտ 10 Հց -90 Հց է, ուստի աղմուկի պատճառով ազդանշանը դժվար է հայտնաբերել: Այնուամենայնիվ, Սիգֆոքսը հորինել է մի արձանագրություն, որը կարող է վերծանել աղմուկի ազդանշանը: Այս տեխնոլոգիան ունի մեծ հեռահարություն (մինչև 40 կմ), ընդ որում չիպի սպառումը 1000 անգամ ավելի քիչ է, քան GSM չիպը: Սիգֆոքս չիպը հիանալի կյանք ունի (մինչև 10 տարի): Այնուամենայնիվ, sigfox տեխնոլոգիան ունի փոխանցման սահմանափակում (150 հաղորդագրություն ՝ օրական 12 բայթ): Ահա թե ինչու sigfox- ը միակցիչ լուծում է ՝ նվիրված Իրերի ինտերնետին (IoT):

Ի՞նչ է Actoboard- ը:

Actoboard- ը առցանց ծառայություն է, որը թույլ է տալիս օգտվողին ստեղծել կենդանի տվյալներ ցուցադրելու համար գրաֆներ (վահանակներ), վիջեթների ստեղծման շնորհիվ այն ունի շատ հարմարեցման հնարավորություններ: Տվյալները ուղարկվում են մեր Arduino չիպից ՝ Sigfox ինտեգրված մոդուլի շնորհիվ: Երբ ստեղծում եք նոր վիջեթ, դուք պարզապես պետք է ընտրեք ձեզ հետաքրքրող փոփոխականը, այնուհետև ընտրեք այն գրաֆի տեսակը, որը ցանկանում եք օգտագործել (գծապատկեր, կետերի ամպ…) և վերջապես դիտման սահմանը: Մեր քարտը տվյալներ կուղարկի գրավիչներից (ճնշում, ջերմաստիճան, լուսավորություն) և ընթացիկ սեղմիչներից, տեղեկատվությունը կցուցադրվի օրական և շաբաթական, ինչպես նաև էլեկտրաէներգիայի վրա ծախսվող գումարները

Քայլ 2: Սարքավորման պահանջներ

Այս ձեռնարկում մենք կօգտագործենք.

• A Snootlab-Akeru
• Վահան Arduino Seeed Studio
• A LEM EMN 100-W4 (միայն սեղմակներ)
• Ֆոտոխցիկի դիմադրություն
• BMP 180
• A SEN11301P
• A RTC

Bգուշացեք. Քանի որ մենք ունենք միայն ընթացիկ չափելու սարքավորում, մենք որոշ ենթադրություններ արեցինք: Տես հաջորդ քայլը `էլեկտրական ուսումնասիրություն:

-Ազնվամորու PI 2. Մենք օգտագործեցինք Ազնվամորին, որպեսզի Actoboard- ի տվյալները ցուցադրենք էլեկտրական հաշվիչի կողքին գտնվող էկրանին (ազնվամորին ավելի քիչ տեղ է զբաղեցնում, քան սովորական համակարգիչը):

-Snootlab Akeru. Այս Arduino քարտը, որն ամբողջ թվով sigfox մոդուլ է պարունակում մոնիտորինգի ծրագիր, որը թույլ է տալիս վերլուծել տվիչներից ստացված տվյալները և դրանք ուղարկել Actoboard:

-Grove Shield. Դա լրացուցիչ մոդուլ է, որը միացված է Akeru չիպին, այն ունի 6 անալոգային և 3 I²C նավահանգիստներ, որոնք օգտագործվում են մեր տվիչները միացնելու համար:

-LEM EMN 100-W4. Այս ուժեղացուցիչի սեղմակները միացված են էլեկտրական հաշվիչի յուրաքանչյուր փուլին, մենք օգտագործում ենք զուգահեռ դիմադրություն `1,5% ճշգրտությամբ սպառված հոսանքի պատկեր ստանալու համար:

-BMP 180. Այս սենսորը չափում է -40 -ից 80 ° C ջերմաստիճանը, ինչպես նաև հարակից ճնշումը 300 -ից մինչև 1100 hPa- ն, այն պետք է միացված լինի I2C բնիկին:

-SEN11301P. Այս սենսորը մեզ թույլ է տալիս նաև չափել ջերմաստիճանը (մենք այն կօգտագործենք այդ գործառույթի համար, քանի որ այն ավելի ճշգրիտ է `> 0,5% 1 ° C- ի փոխարեն BMP180- ի համար) և խոնավությունը 2% ճշգրտությամբ:

-Լուսանկարիչ. Մենք օգտագործում ենք այդ բաղադրիչը պայծառությունը չափելու համար, դա բարձր դիմադրողականությամբ կիսահաղորդիչ է, որը նվազեցնում է դրա դիմադրությունը, երբ պայծառությունը բարձրանում է: Մենք նկարագրեցինք դիմադրողականության հինգ օղակ նկարագրելու համար

Քայլ 3. Էլեկտրական ուսումնասիրություն

Նախքան ծրագրավորման մեջ մտնելը, նպատակահարմար է իմանալ հետ ստանալու հետաքրքիր տվյալները և ինչպես դրանք օգտագործել: Դրա համար մենք իրականացնում ենք նախագծի էլեկտրատեխնիկական ուսումնասիրություն:

Մենք վերադարձնում ենք հոսանքը գծերի մեջ `երեք ընթացիկ սեղմակների շնորհիվ (LEM EMN 100-W4): Այնուհետև հոսանքը անցնում է 10 Օմ դիմադրությամբ: Դիմադրության սահմաններում լարվածությունը համապատասխան գծի հոսանքի պատկերն է:

Watchգուշացեք, էլեկտրատեխնիկայում լավ հավասարակշռված եռաֆազ ցանցի հզորությունը հաշվարկվում է հետևյալ հարաբերությամբ. P = 3*V*I*cos (Phi):

Այստեղ մենք համարում ենք ոչ միայն այն, որ եռաֆազ ցանցը հավասարակշռված է, այլ նաև այն, որ cos (Phi) = 1: Հզորության գործակիցը, որը հավասար է 1 -ի, ներառում է զուտ ռեզիստիվ բեռներ: Այն, ինչ անհնար է գործնականում: Գծերի հոսանքների լարված պատկերներն ուղղակիորեն վերցվում են 1 վայրկյանի ընթացքում Snootlab-Akeru- ում: Մենք վերադարձնում ենք յուրաքանչյուր լարվածության առավելագույն արժեքը: Այնուհետև դրանք ավելացնում ենք այնպես, որ ստանանք տեղադրման կողմից սպառվող հոսանքի ընդհանուր քանակը: Հետո մենք հաշվարկում ենք արդյունավետ արժեքը հետևյալ բանաձևով. Vrms = SUM (Vmax)/SQRT (2)

Այնուհետև մենք հաշվարկում ենք հոսանքի իրական արժեքը, որը մենք գտնում ենք `սահմանելով դիմադրության արժեքը, ինչպես նաև ընթացիկ սեղմակների գործակիցը. Irms = Vrms*res*(1/R) (res ADC 4.88 մվ/բիթ)

Տեղադրման հոսանքի արդյունավետ քանակը հայտնի դառնալուց հետո մենք հաշվարկում ենք հզորությունը ավելի բարձր բանաձևով: Հետո մենք դրանից հանում ենք սպառված էներգիան: Եվ մենք արդյունքը փոխարկում ենք kW.h: W = P*t

Մենք վերջապես հաշվարկում ենք գինը կՎտ.ժ -ում `հաշվի առնելով, որ 1 կՎտ.ժ = 0.15 €: Մենք անտեսում ենք բաժանորդագրությունների ծախսերը:

Քայլ 4: Ամբողջ համակարգը միացնելը

• PINCE1 A0
• PINCE2 A1
• PINCE3 A2
• ՖՈՏՈՍԵԼ Ա 3
• ԲԱETԱՆՈԹՅՈՆ 7
• LED 8
• DHTPIN 2
• DHTTYPE DHT21 // DHT 21
• ԲԱՐՈՄԵՏՐԵ 6
• Adafruit_BMP085PIN 3
• Adafruit_BMP085TYPE Adafruit_BMP085

Քայլ 5: Ներբեռնեք ծածկագիրը և վերբեռնեք ծածկագիրը

Այժմ դուք ամեն ինչ լավ միացված եք, կարող եք ներբեռնել կոդը այստեղ ՝

github.com/MAXNROSES/Monitoring_Electrical…

Կոդը ֆրանսերեն է, նրանց համար, ովքեր կարիք ունեն ինչ -որ բացատրությունների, ազատ զգալ հարցրեք մեկնաբանություններում:

Այժմ դուք ունեք կոդը, դուք պետք է այն վերբեռնեք Snootlab-Akeru- ում: Դա անելու համար կարող եք օգտագործել Arduino IDE- ն: Երբ ծածկագիրը վերբեռնվի, կարող եք տեսնել, թե արդյոք led- ն արձագանքում է ձեր շարժումներին:

Քայլ 6: Կարգավորեք Actoboard- ը

Այժմ ձեր համակարգը աշխատում է, տվյալները կարող եք պատկերացնել actoboard.com կայքում:

Միացեք ձեզ Sigfox- ից կամ Snootlab-Akeru քարտից ստացված ձեր ID- ով և գաղտնաբառով:

Ավարտելուց հետո դուք պետք է ստեղծեք նոր վահանակ: Դրանից հետո դուք կարող եք ավելացնել վիջեթները, որոնք ցանկանում եք վահանակի վրա:

Տվյալները գալիս են ֆրանսերեն, ուստի ահա համարժեքները.

• Energie_KWh = էներգիա (KW.h)
• Cout_Total = Ընդհանուր գին (ենթադրելով 1 կՎտ.ժ = 0.15 €)
• Humidite = Խոնավություն
• Լյումիեր = Լույս

Քայլ 7: Տվյալների վերլուծություն

Այո, սա վերջն է:

Այժմ կարող եք պատկերացնել ձեր վիճակագրությունը այնպես, ինչպես ցանկանում եք: Որոշ բացատրություններ միշտ էլ լավ են հասկանալու, թե ինչպես են դրանք ձևավորվում.

• Energie_KWh. Այն կվերականգնվի ամեն օր ժամը 00: 00 -ին
• Cout_Total: կախված Energie_KWh- ից, ենթադրելով 1KW.h հավասար 0.15 €
• Temերմաստիճանը ՝ ° C
• Խոնավություն ` %HR- ում
• Ներկայություն. Եթե ինչ -որ մեկը այստեղ երկուսի միջև էր, ուղարկեք Sigfox- ի միջոցով
• Լյումիեր. Լույսի ուժգնությունը սենյակում; 0 = սև սենյակ, 1 = մութ սենյակ, 2 = լուսավորված սենյակ, 3 = լուսավոր սենյակ, 4 = շատ լուսավոր սենյակ

Վայելեք ձեր dahsboard- ը:

Քայլ 8: Բերեք ձեր գիտելիքները:

Հիմա մեր համակարգն ավարտված է, մենք պատրաստվում ենք այլ նախագծեր անել:

Այնուամենայնիվ, եթե ցանկանում եք բարելավել կամ բարելավել համակարգը, ազատորեն փոխանակեք մեկնաբանություններում:

Հուսով ենք, որ այն ձեզ որոշ գաղափարներ կտա: Չմոռանաք կիսվել դրանցով:

Մաղթում ենք ձեզ ամենալավը ձեր DIY նախագծում:

Տիմոթե, Ֆլորիան և Մաքսենս