Sähkönkulutuksen ja ympäristön seuranta Sigfoxin kautta: 8 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Kuvaus

Tämä projekti näyttää sinulle, kuinka saada huoneen sähkönkulutus kolmivaiheiseen virtalähteeseen ja lähettää se sitten palvelimelle, joka käyttää Sigfox-verkkoa 10 minuutin välein.

Kuinka mitata voimaa?

Saimme kolme virtapihdit vanhasta energiamittarista.

Ole varovainen ! Kiinnittimien asennukseen tarvitaan sähköasentaja. Lisäksi, jos et tiedä, mitä puristinta tarvitset asennuksellesi, sähköasentaja voi neuvoa sinua.

Mitä mikro -ohjaimia käytetään?

Käytimme Snootlab Akeru -korttia, joka on yhteensopiva Arduinon kanssa.

Toimiiko se kaikilla sähkömittareilla?

Kyllä, mittaamme vain virran puristimien ansiosta. Joten voit laskea haluamasi linjan kulutuksen.

Kuinka kauan kestää sen tekeminen?

Kun sinulla on kaikki laitteistovaatimukset, lähdekoodi on saatavilla Githubissa. Joten tunnin tai kahden kuluessa voit saada sen toimimaan.

Tarvitsenko aiempaa tietoa?

Sinun on tiedettävä, mitä teet sähköisesti ja miten käytät Arduinoa ja Actoboardia.

Arduinolle ja Actoboardille voit oppia kaikki perusteet Googlesta. Erittäin helppokäyttöinen.

Keitä me olemme?

Nimemme ovat Florian PARIS, Timothée FERRER-LOUBEAU ja Maxence MONTFORT. Olemme Pariisin yliopiston Pierre et Marie Curien yliopiston opiskelijoita. Tämä hanke johtaa opetuskäyttöön ranskalaisessa insinöörikoulussa (Polytech'Paris-UPMC).

Vaihe 1: Sigfox & Actoboard

Mikä on Sigfox?

Sigfox käyttää radiotekniikkaa Ultra Narrow Band (UNB) -kaistalla. Signaalin taajuus on noin 10 Hz-90 Hz, joten signaalia on vaikea havaita kohinan vuoksi. Sigfox on kuitenkin keksinyt protokollan, joka voi tulkita kohinan signaalin. Tällä tekniikalla on laaja kantama (jopa 40 km), ja lisäksi sirun kulutus on 1000 kertaa pienempi kuin GSM -siru. Sigfox -sirulla on pitkä käyttöikä (jopa 10 vuotta). Siigfox -tekniikalla on kuitenkin siirtorajoitus (150 viestiä 12 tavua päivässä). Siksi sigfox on liitettävä ratkaisu, joka on omistettu esineiden internetille (IoT).

Mikä on Actoboard?

Actoboard on verkkopalvelu, jonka avulla käyttäjä voi luoda kaavioita (koontinäyttöjä) näyttääkseen reaaliaikaisia tietoja, ja sillä on paljon muokkausmahdollisuuksia widgetin luomisen ansiosta. Tiedot lähetetään Arduino -sirultamme integroidun Sigfox -moduulin ansiosta. Kun luot uuden widgetin, sinun on vain valittava kiinnostava muuttuja ja sitten käytettävä grafiikka (palkkigrafi, pistepilvi …) ja lopuksi havaintoalue. Korttimme lähettää tietoja vangitsijoilta (paine, lämpötila, valaistus) ja nykyisistä puristimista, tiedot näytetään päivittäin ja viikoittain sekä sähköön käytetyt rahat

Vaihe 2: Laitteistovaatimukset

Tässä opetusohjelmassa käytämme:

• Snootlab-Akeru
• Kilpi Arduino Seeed Studio
• A LEM EMN 100-W4 (vain puristimet)
• Valokennovastus
• BMP 180
• A SEN11301P
• RTC

Varo: koska meillä on vain laitteisto virran mittaamiseen, teimme joitain oletuksia. Katso seuraava vaihe: sähkötutkimus.

-Vadelma PI 2: Käytimme vadelmia näyttääksemme Actoboardin tiedot sähkömittarin vieressä olevalla näytöllä (vadelma vie vähemmän tilaa kuin tavallinen tietokone).

-Snootlab Akeru: Tämä sigfox -moduulin kokonaislukuinen Arduino -kortti sisältää valvontaohjelmiston, jonka avulla voimme analysoida antureiden tietoja ja lähettää ne Actoboardille.

-Grove Shield: Se on lisämoduuli, joka on kerätty Akeru -sirulle, siinä on 6 analogista porttia ja 3 I²C -porttia, joita käytetään antureiden liittämiseen

-LEM EMN 100-W4: Nämä vahvistinpihdit on kiinnitetty sähkömittarin jokaiseen vaiheeseen, käytämme rinnakkaisvastusta saadaksemme kuvan kuluneesta virrasta 1,5%: n tarkkuudella.

-BMP 180: Tämä anturi mittaa lämpötilan -40 -80 ° C sekä ympäristön paineen 300 -1100 hPa, se on kytkettävä I2C -paikkaan.

-SEN11301P: Tämän anturin avulla voimme myös mitata lämpötilaa (käytämme tätä tätä toimintoa varten, koska se on tarkempi -> 0,5% BMP180: n 1 ° C sijasta) ja kosteutta 2% tarkkuudella.

-Valovastus: Käytämme tätä komponenttia kirkkauden mittaamiseen, se on erittäin resistiivinen puolijohdin, joka alentaa vastustaan kirkkauden kasvaessa. Valitsimme viisi vastusväliä kuvaamaan

Vaihe 3: Sähkötutkimus

Ennen ohjelmointiin ryhtymistä on suositeltavaa tietää palautettavat mielenkiintoiset tiedot ja niiden hyödyntäminen. Sitä varten toteutamme projektin sähköteknisen tutkimuksen.

Saamme virran takaisin linjoissa kolmen virtapuristimen (LEM EMN 100-W4) ansiosta. Virta kulkee silloin 10 ohmin vastuksella. Vastusrajojen jännitys on kuva vastaavalla linjalla olevasta virrasta.

Varo, että sähkötekniikassa tasapainoisen kolmivaiheisen verkon teho lasketaan seuraavalla suhteella: P = 3*V*I*cos (Phi).

Tässä tarkastellaan paitsi sitä, että kolmivaiheinen verkko on tasapainossa, myös sitä, että cos (Phi) = 1. Tehokerroin, joka on 1, sisältää kuormia, jotka ovat puhtaasti resistiivisiä. Mikä on käytännössä mahdotonta. Snootlab-Akerussa otetaan näytteitä linjojen virtojen jännityskuvista suoraan 1 sekunnin aikana. Saamme takaisin jokaisen jännityksen maksimiarvon. Sitten lisätään ne niin, että saadaan asennuksen kuluttaman virran kokonaismäärä. Laskemme sitten efektiivisen arvon seuraavalla kaavalla: Vrms = SUM (Vmax)/SQRT (2)

Laskemme sitten virran todellisen arvon, joka löydetään asettamalla laskemalla resistanssien arvo ja virtapuristimien kerroin: Irms = Vrms*res*(1/R) (res on virran resoluutio ADC 4.88mv/bit)

Kun asennuksen tehollinen virran määrä on tiedossa, laskemme tehon korkeamman kaavan avulla. Vähennämme siitä sitten kulutetun energian. Ja muunnamme tuloksen kW.h: W = P*t

Lopuksi laskemme hinnan kilowattitunnissa ottaen huomioon, että 1 kWh = 0,15 €. Laiminlyömme tilauskustannukset.

Vaihe 4: Koko järjestelmän yhdistäminen

• PINCE1 A0
• PINCE2 A1
• PINCE3 A2
• VALOKUVA A3
• HALLINTA 7
• LED 8
• DHTPIN 2
• DHTTYPE DHT21 // DHT 21
• BAROMETRE 6
• Adafruit_BMP085PIN 3
• Adafruit_BMP085TYYPPI Adafruit_BMP085

Vaihe 5: Lataa koodi ja lähetä koodi

Nyt sinulla on kaikki hyvät yhteydet, voit ladata koodin täältä:

github.com/MAXNROSES/Monitoring_Electrical…

Koodi on ranskaksi, niille, jotka tarvitsevat selityksiä, kysy rohkeasti kommenteissa.

Nyt sinulla on koodi, sinun on ladattava se Snootlab-Akeruun. Voit käyttää sitä Arduino IDE: n avulla.

Vaihe 6: Asenna Actoboard

Nyt järjestelmäsi toimii, voit visualisoida tiedot osoitteessa actoboard.com.

Yhdistä sinut tunnuksellasi ja salasanallasi Sigfoxilta tai Snootlab-Akeru-kortilta.

Kun olet valmis, sinun on luotava uusi koontinäyttö. Tämän jälkeen voit lisätä haluamasi widgetit kojelautaan.

Tiedot saapuvat ranskaksi, joten tässä on vastaavat tiedot:

• Energie_KWh = Energia (KW.h)
• Cout_Total = Kokonaishinta (olettaen 1KW.h = 0,15 €)
• Kosteus = Kosteus
• Lumiere = valo

Vaihe 7: Tietojen analyysi

Kyllä, tämä on loppu!

Voit nyt visualisoida tilastosi haluamallasi tavalla. Jotkut selitykset ovat aina hyvä ymmärtää, miten se on kehitetty:

• Energie_KWh: se nollataan joka päivä klo 00:00
• Cout_Total: riippuen Energie_KWh, olettaen, että 1 kWh on 0,15 €
• Lämpötila: ° C
• Kosteus: %HR
• Läsnäolo: jos joku oli täällä kahden välillä, lähetä Sigfoxin kautta
• Lumiere: huoneen valon voimakkuus; 0 = musta huone, 1 = pimeä huone, 2 = valaistu huone, 3 = valoisa huone, 4 = erittäin valoisa huone

Nauti dahsboardistasi!

Vaihe 8: Tuo tietosi

Nyt järjestelmämme on valmis, aiomme tehdä muita projekteja.

Jos kuitenkin haluat päivittää tai parantaa järjestelmää, voit vaihtaa sen kommenteissa!

Toivomme, että se antaa sinulle ideoita. Älä unohda jakaa niitä.

Toivotamme sinulle parasta DIY -projektissasi.

Timothée, Florian ja Maxence