Sigfox -ээр дамжуулан цахилгаан хэрэглээ ба хүрээлэн буй орчны хяналт: 8 алхам

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

Тодорхойлолт

Энэхүү төсөл нь гурван фазын цахилгаан хуваарилалт бүхий өрөөний цахилгааны хэрэглээг хэрхэн яаж авахыг харуулах бөгөөд дараа нь Sigfox сүлжээ ашиглан 10 минут тутамд сервер рүү илгээх болно.

Хүч чадлыг хэрхэн хэмжих вэ?

Бид хуучин эрчим хүчний тоолуураас одоогийн гурван хавчаарыг авсан.

Болгоомжтой байгаарай! Хавчаарыг суурилуулахын тулд цахилгаанчин шаардлагатай болно. Түүнчлэн, хэрэв та суулгахад ямар хавчаар хэрэгтэйг мэдэхгүй бол цахилгаанчин танд зөвлөгөө өгөх болно.

Ямар микроконтроллер ашиглах вэ?

Бид Arduino -тэй нийцтэй Snootlab Akeru картыг ашигласан.

Энэ нь бүх цахилгаан тоолуур дээр ажилладаг уу?

Тийм ээ, бид хавчаарын ачаар зөвхөн одоогийн гүйдлийг хэмждэг. Тиймээс та хүссэн шугамын хэрэглээг тоолж болно.

Үүнийг хийхэд хэр хугацаа шаардагдах вэ?

Тоног төхөөрөмжийн бүх шаардлагыг хангасны дараа эх кодыг Github дээрээс авах боломжтой. Тиймээс нэг, хоёр цагийн дотор та үүнийг ажил хэрэг болгох боломжтой болно.

Надад өмнөх мэдлэг хэрэгтэй байна уу?

Та цахилгаанаар юу хийж байгаагаа, Arduino болон Actoboard -ийг хэрхэн ашиглахаа мэдэх хэрэгтэй.

Arduino болон Actoboard -ийн хувьд та Google -ээс бүх үндсийг сурч болно. Хэрэглэхэд маш хялбар.

Бид хэн бэ?

Бидний нэрс бол Флориан ПАРИС, Тимоти ФЕРРЕР-ЛОУБЭАУ, Максенс МОНТФОРТ. Бид Парис дахь Пьер ба Мари Кюри их сургуулийн оюутнууд юм. Энэхүү төсөл нь Францын инженерийн сургуульд (Polytech'Paris-UPMC) боловсролын зорилготой юм.

Алхам 1: Sigfox & Actoboard

Sigfox гэж юу вэ?

Sigfox нь Ultra Narrow Band (UNB) радио технологийг ашигладаг. Дохионы давтамж нь 10Гц-90Гц орчим байдаг тул дуу чимээнээс болж дохиог илрүүлэхэд хэцүү байдаг. Гэсэн хэдий ч Sigfox нь дуу чимээнд дохиог тайлах протокол зохион бүтээжээ. Энэхүү технологи нь маш өргөн хүрээтэй (40 км хүртэл) бөгөөд үүнээс гадна чипийн хэрэглээ нь GSM чипээс 1000 дахин бага юм. Sigfox чип нь гайхалтай ашиглалтын хугацаатай (10 хүртэл жил). Гэсэн хэдий ч sigfox технологи нь дамжуулалтын хязгаарлалттай байдаг (өдөрт 12 байтын 150 мессеж). Тийм ч учраас sigfox бол зүйлсийн интернет (IoT) -д зориулагдсан холболттой шийдэл юм.

Actoboard гэж юу вэ?

Actoboard бол виджет үүсгэсний ачаар хэрэглэгчдэд шууд өгөгдлийг харуулахын тулд график (хяналтын самбар) үүсгэх боломжийг олгодог онлайн үйлчилгээ юм. Sigfox нэгдсэн модулийн тусламжтайгаар өгөгдлийг манай Arduino чипээс илгээдэг. Та шинэ виджет үүсгэхдээ өөрийн сонирхож буй хувьсагчаа сонгоод дараа нь ашиглахыг хүсч буй графынхаа төрлийг (зураасан график, цэгүүдийн үүл …) сонгоод ажиглалтын хугацааг л сонгох хэрэгтэй. Манай карт нь барьцаалагчид (даралт, температур, гэгээрэл) болон одоогийн хавчаараас өгөгдлийг илгээх бөгөөд мэдээллийг өдөр бүр, долоо хоног бүр, мөн цахилгаанд зарцуулсан мөнгийг харуулах болно.

Алхам 2: Тоног төхөөрөмжийн шаардлага

Энэхүү гарын авлагад бид дараахь зүйлийг ашиглах болно.

• Snootlab-Akeru
• Бамбай Arduino Seeed студи
• LEM EMN 100-W4 (зөвхөн хавчаар)
• Фотоэлементийн эсэргүүцэл
• BMP 180
• SEN11301P
• RTC

Анхаарна уу: бид зөвхөн гүйдлийг хэмжих тоног төхөөрөмжтэй тул зарим таамаглал дэвшүүлсэн. Дараагийн алхамыг үзнэ үү: цахилгаан судалгаа.

-Бөөрөлзгөнө PI 2: Бид цахилгаан тоолуурын хажууд байгаа дэлгэц дээр Actoboard -ийн өгөгдлийг харуулахын тулд Raspberry -ийг ашигласан (бөөрөлзгөнө ердийн компьютерээс бага зай эзэлдэг).

-Snootlab Akeru: Sigfox модулийг бүхэлд нь агуулсан энэхүү Arduino карт нь мэдрэгчээс авсан өгөгдлийг шинжлэх, Actoboard руу илгээх боломжийг олгодог хяналтын програм хангамжийг агуулдаг.

-Grove Shield: Энэ бол Akeru чип дээр залгагдсан нэмэлт модуль бөгөөд бидний антенныг залгахад ашигладаг 6 аналог порт, 3 I²C порттой.

-LEM EMN 100-W4: Эдгээр өсгөгч хавчаарууд нь цахилгаан тоолуурын үе шат бүрт холбогдсон байдаг бөгөөд бид зэрэгцээ эсэргүүцэл ашиглан дууссан гүйдлийн дүрсийг 1.5% нарийвчлалтай авдаг.

-BMP 180: Энэхүү мэдрэгч нь -40-80 ° C хүртэлх температур, 300-1100 гПа хүртэлх орчны даралтыг хэмждэг тул I2C үүрэнд залгагдах ёстой.

-SEN11301P: Энэхүү мэдрэгч нь температурыг (BMP180 -ийн хувьд 1 ° С -ийн оронд> 0.5% -иар илүү нарийвчлалтай байдаг тул бид үүнийг ашиглах болно) болон чийгшлийг 2% -ийн нарийвчлалтай хэмжих боломжийг олгодог.

-Фоторезистор: Бид гэрлийг хэмжихийн тулд энэ бүрэлдэхүүн хэсгийг ашигладаг бөгөөд энэ нь өндөр эсэргүүцэлтэй хагас дамжуулагч бөгөөд гэрэл нэмэгдэх үед эсэргүүцлийг бууруулдаг. Дүрслэхийн тулд бид эсэргүүцлийн таван хугацааг сонгосон

Алхам 3: Цахилгааны судалгаа

Хөтөлбөрт хамрагдахаасаа өмнө буцааж авах сонирхолтой мэдээлэл, тэдгээрийг хэрхэн ашиглах талаар олж мэдэхийг зөвлөж байна. Үүний тулд бид төслийн цахилгаан техникийн судалгааг хийдэг.

Гурван гүйдлийн хавчаарын (LEM EMN 100-W4) ачаар бид гүйдлийг буцааж авдаг. Дараа нь гүйдэл нь 10 Ом эсэргүүцэлтэйгээр дамждаг. Эсэргүүцлийн хил дээрх хурцадмал байдал нь харгалзах шугам дээрх гүйдлийн дүрс юм.

Цахилгаан техникийн хувьд тэнцвэртэй гурван фазын сүлжээний хүчийг дараах харьцаагаар тооцоолно: P = 3*V*I*cos (Phi).

Энд бид зөвхөн гурван фазын сүлжээ тэнцвэртэй байгаад зогсохгүй cos (Phi) = 1 гэж үздэг. 1 -тэй тэнцүү хүчний хүчин зүйл нь цэвэр эсэргүүцэгч бодисуудыг агуулдаг. Практикт боломжгүй зүйл. Шугамын гүйдлийн хурцадмал байдлын зургийг Snootlab-Akeru дээр 1 секундын турш шууд түүвэрлэв. Бид хурцадмал байдал бүрийн хамгийн их утгыг буцааж авдаг. Дараа нь бид суулгацын зарцуулсан нийт хэмжээг авахын тулд тэдгээрийг нэмнэ. Үр дүнтэй утгыг дараах томъёогоор тооцоолно: Vrms = SUM (Vmax)/SQRT (2)

Дараа нь эсэргүүцлийн утга, одоогийн хавчаарын коэффициентийг тооцоолох замаар олж авсан гүйдлийн бодит утгыг тооцоолно: Irms = Vrms*res*(1/R) (res нь ADC 4.88mv/бит)

Суурилуулалтын гүйдлийн үр дүнтэй хэмжээг мэдсэний дараа бид хүчийг илүү томъёогоор тооцоолно. Үүний дараа бид зарцуулсан энергийг хасдаг. Мөн бид үр дүнг kW.h болгон хөрвүүлнэ: W = P*t

1 кВт.ц = 0.15 евро гэж үзээд бид кВт.ц дахь үнийг эцэст нь тооцдог. Бид захиалгын зардлыг үл тоомсорлодог.

Алхам 4: Бүх системийг холбох

• PINCE1 A0
• PINCE2 A1
• PINCE3 A2
• ГЭРЭЛ ЗҮЙ A3
• ДЕТЕКТОР 7
• LED 8
• DHTPIN 2
• DHTTYPE DHT21 // DHT 21
• Барометр 6
• Adafruit_BMP085PIN 3
• Adafruit_BMP085TYPE Adafruit_BMP085

Алхам 5: Кодыг татаж аваад кодыг байршуулна уу

Одоо та бүгд сайн холбогдсон байгаа тул кодыг эндээс татаж авах боломжтой.

github.com/MAXNROSES/Monitoring_Electrical…

Код нь франц хэл дээр байгаа бөгөөд зарим тайлбарыг авах шаардлагатай байгаа хүмүүст сэтгэгдэл дээр асуугаарай.

Одоо танд код байгаа тул та үүнийг Snootlab-Akeru дээр байршуулах хэрэгтэй. Үүнийг хийхийн тулд Arduino IDE -ийг ашиглаж болно. Кодыг байршуулсны дараа хөтөч таны хөдөлгөөнд хариу өгөх эсэхийг харах боломжтой болно.

Алхам 6: Actoboard -ийг тохируулна уу

Одоо таны систем ажиллаж байгаа тул та actoboard.com дээрх өгөгдлийг төсөөлөх боломжтой.

Sigfox эсвэл Snootlab-Akeru картаас хүлээн авсан ID болон нууц үгээ ашиглан таныг холбоно уу.

Үүнийг хийсний дараа та шинэ хяналтын самбар үүсгэх хэрэгтэй. Үүний дараа та хүссэн виджетээ хяналтын самбар дээр нэмж болно.

Өгөгдөл нь франц хэл дээр ирдэг тул үүнтэй ижил утгыг энд оруулав.

• Energie_KWh = Эрчим хүч (кВт.цээр)
• Cout_Total = Нийт үнэ (1 кВт.ц = 0.15 евро гэж үзвэл)
• Humidite = Чийгшил
• Lumiere = Гэрэл

Алхам 7: Өгөгдлийн шинжилгээ

Тийм ээ, энэ бол төгсгөл!

Та одоо статистик мэдээллээ хүссэнээрээ төсөөлж болно. Үүнийг хэрхэн боловсруулж байгааг ойлгохын тулд зарим тайлбарыг ашиглах нь үргэлж сайн байдаг.

• Energie_KWh: үүнийг өдөр бүр 00:00 цагаас дахин тохируулах болно
• Cout_Total: Energie_KWh -ээс хамаарч 1 кВт.цаг 0.15 евротой тэнцэнэ гэж үзвэл
• Температур: Цельсийн хэмд
• Хумидит: %хүний нөөцийн хувьд
• Оршихуй: хэрэв хэн нэгэн энд хоёрын хооронд байсан бол Sigfox -ээр дамжуулан илгээнэ үү
• Lumiere: өрөөн дэх гэрлийн эрч хүч; 0 = хар өрөө, 1 = харанхуй өрөө, 2 = өрөөний гэрэлтүүлэг, 3 = гэрэлтэй өрөө, 4 = маш хөнгөн өрөө

Далайн самбарыг сайхан өнгөрүүлээрэй!

Алхам 8: Мэдлэгээ авчирна уу

Одоо манай систем дууссан, бид бусад төслүүдийг хийх гэж байна.

Гэсэн хэдий ч, хэрэв та системийг сайжруулах эсвэл сайжруулахыг хүсч байвал сэтгэгдлээ чөлөөтэй хуваалцаарай!

Энэ нь танд зарим санаа өгөх болно гэж найдаж байна. Тэдэнтэй хуваалцахаа бүү мартаарай.

Таны DIY төсөлд хамгийн сайн сайхныг хүсэн ерөөе.

Тимоти, Флориан, Максенс нар