Ухаалаг эрчим хүчний хяналтын систем: 5 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Керала хотод (Энэтхэг) эрчим хүчний хэрэглээг хянаж, тооцоолохдоо цахилгаан/эрчим хүчний хэлтсийн мэргэжилтнүүд ойр ойрхон очиж, эрчим хүчний үнийг тооцдог бөгөөд энэ нь олон мянган байшинтай байх тул цаг хугацаа шаардсан ажил юм. Байшингийн бие даасан эрчим хүчний хэрэглээг тодорхой хугацаанд шалгах, дүн шинжилгээ хийх, тодорхой бүс нутагт эрчим хүчний урсгалын тайланг гаргах заалт байхгүй. Энэ бол зөвхөн Кералагийн асуудал биш, дэлхийн олон оронд байдаг. Би эрчим хүчний үнийн хяналт, хяналт, дүн шинжилгээ, тооцоог хөнгөвчлөх зорилгоор Arduino -ийн тусламжтайгаар эрчим хүчний хяналтын ухаалаг системийг санал болгож байна. Төхөөрөмжийн үүл холболтын тусламжтайгаар эрчим хүчний хэрэглээний өгөгдлийг (өвөрмөц хэрэглэгчийн ID ашиглан) үүл мэдээллийн санд байнга байршуулж байх систем. Нэмж дурдахад тусдаа байшин эсвэл бүс нутгийн эрчим хүчний хэрэглээ, эрчим хүчний урсгалд дүн шинжилгээ хийх зорилгоор хэрэглэгчийн тодорхой эсвэл бүс нутгийн тодорхой график, тайланг гаргах боломжтой болно.

Хангамж

1. Ардуино Уно
2. LCD дэлгэц
3. Одоогийн мэдрэгч (ACS712)

Алхам 1: Танилцуулга

Керала (Энэтхэг) хотод эрчим хүчний хэрэглээг хянаж, тооцдог бөгөөд цахилгаан/эрчим хүчний хэлтсийн техникчид ойр ойрхон очиж, эрчим хүчний үнийг тооцдог бөгөөд энэ нь олон мянган байшинтай байх тул цаг хугацаа шаардсан ажил юм. Байшингийн бие даасан эрчим хүчний хэрэглээг тодорхой хугацаанд шалгах, дүн шинжилгээ хийх, тодорхой бүс нутагт эрчим хүчний урсгалын тайланг гаргах заалт байхгүй. Энэ бол зөвхөн Кералагийнх биш дэлхийн олон оронд байдаг.

Энэхүү төсөл нь эрчим хүчний хяналт, хяналт, дүн шинжилгээ, тарифын тооцоог хөнгөвчлөх ухаалаг эрчим хүчний хяналтын системийг боловсруулахад оршино. Энэхүү систем нь хэрэглэгчдийн эрчим хүчний хэрэглээ, эрчим хүчний урсгалыг шинжлэх зорилгоор тухайн бүс нутгийн тусгай график, тайланг гаргах боломжийг олгодог. Эрчим хүчний хэрэглээг хэмжих шаардлагатай орон сууцны нэгжийг тодорхойлох өвөрмөц хэрэглэгчийн код өгөх системийн модуль. Аналог холболтыг ашиглан Arduino самбартай холбосон одоогийн мэдрэгчийн тусламжтайгаар эрчим хүчний хэрэглээг хянах болно. Эрчим хүчний хэрэглээний өгөгдөл, хэрэглэгчийн өвөрмөц хэрэглэгчийн кодыг бодит үүл үйлчилгээнд байршуулах болно. Үүлнээс авсан өгөгдлийг эрчим хүчний хэлтэс олж, дүн шинжилгээ хийж, хувь хүний эрчим хүчний хэрэглээг тооцоолох, хувь хүний болон хамтын энергийн график үүсгэх, эрчим хүчний тайлан гаргах, эрчим хүчний нарийвчилсан үзлэг хийх болно. LCD дэлгэцийн модулийг системд нэгтгэн эрчим хүчний хэмжилтийн бодит утгыг харуулах боломжтой. Хуурай эсийн батерей эсвэл Li-Po зай гэх мэт зөөврийн тэжээлийн эх үүсвэрийг хавсаргасан тохиолдолд систем бие даан ажиллах болно.

Алхам 2: Ажлын явц

Энэхүү төслийн гол зорилго нь хэрэглэгчдийн эрчим хүчний хэрэглээг оновчтой болгох, бууруулах явдал юм. Энэ нь эрчим хүчний нийт зардлыг бууруулаад зогсохгүй эрчим хүч хэмнэх болно.

Хувьсах гүйдлийн сүлжээнээс цахилгаан эрчим хүч авч, өрхийн хэлхээнд нэгтгэгдсэн одоогийн мэдрэгчээр дамжуулдаг. Ачааллаар дамжих хувьсах гүйдлийг одоогийн мэдрэгчийн модуль (ACS712) мэдэрч, мэдрэгчийн гаралтын өгөгдлийг Arduino UNO -ийн аналог зүү (A0) руу өгдөг. Аналог оролтыг Arduino хүлээн авсны дараа хүч/энергийн хэмжилтийг Arduino ноорог дотор хийнэ. Дараа нь тооцоолсон хүч, энергийг LCD дэлгэцийн модуль дээр харуулна. Хувьсах гүйдлийн хэлхээний шинжилгээнд хүчдэл ба гүйдэл хоёулаа синусоид хэлбэртэй байдаг.

Бодит хүч (P): Энэ бол төхөөрөмжийг ашигтай ажил хийхэд ашигладаг хүч юм. Үүнийг кВт -аар илэрхийлнэ.

Бодит хүч = Хүчдэл (V) x Одоогийн (I) x cosΦ

Реактив хүч (Q): Үүнийг ихэвчлэн төсөөллийн хүч гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь эх үүсвэр ба ачааллын хооронд хэлбэлздэг хүчийг хэмждэг бөгөөд энэ нь ямар ч ашиггүй ажил хийдэг. Энэ нь kVAr -ээр илэрхийлэгддэг

Реактив хүч = Хүчдэл (V) x Одоогийн (I) x sinΦ

Харагдах хүч (S): Үүнийг Root-Mean-Square (RMS) хүчдэл ба RMS гүйдлийн бүтээгдэхүүн гэж тодорхойлдог. Үүнийг бодит ба реактив хүчний үр дүн гэж тодорхойлж болно. Үүнийг кВА -аар илэрхийлнэ

Харагдах хүч = Хүчдэл (V) x Одоогийн (I)

Бодит, реактив ба үзэгдэх хүчний хоорондын харилцаа:

Бодит хүч = Харагдах хүч x cosΦ

Реактив хүч = Харагдах хүч x sinΦ

Бид дүн шинжилгээ хийх бодит хүч чадлын талаар л санаа зовж байна.

Цахилгаан хүчин зүйл (pf): Бодит хүч ба хэлхээний тодорхой хүч чадлын харьцааг цахилгаан хүчин зүйл гэж нэрлэдэг.

Эрчим хүчний хүчин зүйл = Бодит хүч/Харагдах хүч

Тиймээс бид хэлхээний хүчдэл ба гүйдлийг хэмжих замаар бүх төрлийн хүч чадал, хүч чадлын коэффициентийг хэмжих боломжтой болно. Дараахь хэсэгт эрчим хүчний хэрэглээг тооцоолоход шаардлагатай хэмжилтийг авахын тулд авч хэрэгжүүлсэн алхмуудын талаар авч үзнэ.

Хувьсах гүйдлийн урсгалыг уламжлалт гүйдлийн трансформатор ашиглан хэмждэг. Хямд өртөгтэй, жижиг хэмжээтэй тул одоогийн мэдрэгчээр ACS712 -ийг сонгосон. ACS712 одоогийн мэдрэгч нь өдөөгдсөн үед гүйдлийг нарийн хэмждэг Hall Effect гүйдлийн мэдрэгч юм. АС -ийн утсыг тойрсон соронзон орон илэрсэн бөгөөд үүнтэй тэнцэх аналог гаралтын хүчдэл өгдөг. Аналог хүчдэлийн гаралтыг дараа нь микроконтроллер боловсруулж, ачааллын дамжин өнгөрөх урсгалыг хэмждэг.

Холл эффект гэдэг нь цахилгаан дамжуулагчийн хооронд дамжуулагч дахь цахилгаан гүйдэл ба гүйдэлд перпендикуляр соронзон орны хоорондох хүчдэлийн зөрүүг (танхимын хүчдэл) үйлдвэрлэх явдал юм.

Алхам 3: Туршилт

Эх кодыг энд шинэчилсэн болно.

Зураг дээр эрчим хүчний тооцооноос гарсан цуваа гаралтыг харуулав.

Алхам 4: Прототип

Алхам 5: Ашигласан материал

instructables.com, electronicshub.org