Elektritarbimine ja keskkonnaseire Sigfoxi kaudu: 8 sammu

2025 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2025-01-23 14:40

Kirjeldus

See projekt näitab teile, kuidas saada ruumi elektritarbimine kolmefaasilisele toitejaotusele ja seejärel saata see iga 10 minuti järel Sigfoxi võrku kasutades serverisse.

Kuidas mõõta jõudu?

Saime kolmest vooluklambrist vanalt energiamõõturilt.

Ole ettevaatlik ! Klambrite paigaldamiseks on vaja elektrikut. Samuti, kui te ei tea, millist klambrit paigaldamiseks vajate, võib elektrik teile nõu anda.

Milliseid mikrokontrollereid kasutatakse?

Kasutasime Arduinoga ühilduvat Snootlab Akeru kaarti.

Kas see töötab kõigi elektriarvestite puhul?

Jah, tänu klambritele mõõdame ainult voolu. Nii saate loendada soovitud rea tarbimist.

Kui kaua selle valmistamiseks kulub?

Kui teil on kõik riistvaranõuded olemas, on lähtekood saadaval Githubis. Niisiis, tunni või kahe jooksul saate selle toimima panna.

Kas mul on vaja eelnevaid teadmisi?

Peate teadma, mida teete elektriliselt ja kuidas kasutada Arduino ja Actoboard.

Arduino ja Actoboardi jaoks saate kõik alused Google'ilt õppida. Väga lihtne kasutada.

Kes me oleme?

Meie nimed on Florian PARIS, Timothée FERRER-LOUBEAU ja Maxence MONTFORT. Oleme Pariisi Pierre et Marie Curie ülikooli üliõpilased. Selle projekti eesmärk on haridusalane eesmärk Prantsuse insenerikoolis (Polytech'Paris-UPMC).

Samm: Sigfox ja Actoboard

Mis on Sigfox?

Sigfox kasutab raadiotehnoloogiat ülikitsas ribas (UNB). Signaali sagedus on umbes 10 Hz-90 Hz, seetõttu on signaali müra tõttu raske tuvastada. Siiski on Sigfox leiutanud protokolli, mis suudab müra signaali dešifreerida. Sellel tehnoloogial on suur ulatus (kuni 40 km), pealegi on kiibi tarbimine 1000 korda väiksem kui GSM -kiibil. Sigfoki kiibil on suurepärane kasutusiga (kuni 10 aastat). Sellegipoolest on sigfoxi tehnoloogial edastamise piirang (150 sõnumit 12 baiti päevas). Seetõttu on sigfox asjade Internetile (IoT) pühendatud ühenduv lahendus.

Mis on Actoboard?

Actoboard on võrguteenus, mis võimaldab kasutajal reaalajas andmete kuvamiseks luua graafikuid (armatuurlaudu), tänu vidinate loomisele on sellel palju kohandamisvõimalusi. Andmed saadetakse meie Arduino kiibist tänu integreeritud Sigfoxi moodulile. Uue vidina loomisel peate lihtsalt valima huvipakkuva muutuja ja seejärel valima kasutatava graafi (ribareklaam, punktide pilv …) ja lõpuks vaatlusperioodi. Meie kaart saadab andmeid püüdjatelt (rõhk, temperatuur, valgustus) ja praegustest klambritest, teavet näidatakse iga päev ja kord nädalas, samuti elektrile kulutatud raha

Samm: riistvaranõuded

Selles õpetuses kasutame:

• Snootlab-Akeru
• Kilp Arduino Seeed Studio
• LEM EMN 100-W4 (ainult klambrid)
• Fotoelemendi takisti
• BMP 180
• SEN11301P
• RTC

Ettevaatust: kuna meil on ainult riistvara voolu mõõtmiseks, tegime mõned eeldused. Vaadake järgmist sammu: elektriline uuring.

-Vaarika PI 2: kasutasime vaarikat, et näidata Actoboardi andmeid elektrimõõturi kõrval oleval ekraanil (vaarikas võtab vähem ruumi kui tavaline arvuti).

-Snootlab Akeru: see Arduino kaart, mis täisarvutab sigfoxi mooduli, sisaldab jälgimistarkvara, mis võimaldab meil andurite andmeid analüüsida ja Actoboardile saata.

-Grove Shield: see on Akeru kiibile lisatud lisamoodul, millel on 6 analoogporti ja 3 I²C porti, mida kasutatakse meie andurite ühendamiseks

-LEM EMN 100-W4: need võimendiklambrid on ühendatud elektriarvesti iga faasiga, me kasutame paralleeltakistit, et saada 1,5% täpsusega pilt tarbitud voolust.

-BMP 180: see andur mõõdab temperatuuri vahemikus -40 kuni 80 ° C ja ümbritsevat rõhku 300 kuni 1100 hPa, see tuleb ühendada I2C pesaga.

-SEN11301P: See andur võimaldab meil mõõta ka temperatuuri (selle funktsiooni jaoks kasutame seda, kuna see on täpsem -> 0,5% BMP180 puhul 1 ° C asemel) ja niiskust 2% täpsusega.

-Fotoresistor: me kasutame seda komponenti heleduse mõõtmiseks, see on suure takistusega pooljuht, mis vähendab heleduse tõustes selle takistust. Kirjeldamiseks valisime viis takistuse ulatust

3. etapp: elektriline uuring

Enne programmeerimise juurde asumist on soovitatav teada saada, millised huvitavad andmed tagasi saada ja kuidas neid kasutada. Selleks realiseerime projekti elektrotehnilise uuringu.

Me saame voolu tagasi ridadesse tänu kolmele vooluklambrile (LEM EMN 100-W4). Vool läbib siis takistusega 10 oomi. Pinge takistuse piirides on vastava rea voolu kujutis.

Olge ettevaatlik, elektrotehnikas arvestatakse hästi tasakaalustatud kolmefaasilise võrgu võimsust järgmise seosega: P = 3*V*I*cos (Phi).

Siin me arvame mitte ainult, et kolmefaasiline võrk on tasakaalustatud, vaid ka seda, et cos (Phi) = 1. Võimsustegur 1 võrdub koormustega, mis on puhtalt resistiivsed. Mis on praktikas võimatu. Liinide hoovuste pingekujutised võetakse Snootlab-Akerus otse 1 sekundi jooksul. Saame tagasi iga pinge maksimumväärtuse. Seejärel lisame need, et saada installi poolt tarbitud voolu kogusumma. Seejärel arvutame efektiivse väärtuse järgmise valemi abil: Vrms = SUM (Vmax)/SQRT (2)

Seejärel arvutame voolu tegeliku väärtuse, mille leiame takistuste väärtuse loendamise ja vooluklambrite koefitsiendi abil: Irms = Vrms*res*(1/R) (res on ADC 4,88 mv/bit)

Kui installeerimise tegelik vooluhulk on teada, arvutame võimsuse kõrgema valemi abil. Me lahutame sellest siis tarbitud energia. Ja teisendame tulemuse kW.h: W = P*t

Arvutame lõpuks hinna kWh, arvestades, et 1kW.h = 0,15 €. Me jätame tähelepanuta tellimiskulud.

Samm: kogu süsteemi ühendamine

• PINCE1 A0
• PINCE2 A1
• PINCE3 A2
• FOTOKELL A3
• DETEKTOR 7
• LED 8
• DHTPIN 2
• DHTTÜÜP DHT21 // DHT 21
• BAROMETRE 6
• Adafruit_BMP085PIN 3
• Adafruit_BMP085TÜÜP Adafruit_BMP085

Samm: laadige kood alla ja laadige kood üles

Nüüd on teil kõik hästi ühendatud, saate koodi alla laadida siit:

github.com/MAXNROSES/Monitoring_Electrical…

Kood on prantsuse keeles, kes vajab selgitusi, küsige julgelt kommentaarides.

Nüüd on kood olemas, peate selle Snootlab-Akerusse üles laadima. Selleks saate kasutada Arduino IDE -d. Kui kood on üles laaditud, näete, kas LED reageerib teie liigutustele.

6. toiming: seadistage Actoboard

Nüüd, kui teie süsteem töötab, saate andmeid visualiseerida saidil actoboard.com.

Ühendage teid oma ID ja parooliga, mille saate Sigfoxilt või Snootlab-Akeru kaardilt.

Kui see on tehtud, peate looma uue armatuurlaua. Pärast seda saate juhtpaneelile lisada soovitud vidinad.

Andmed saabuvad prantsuse keeles, nii et siin on vasted:

• Energie_KWh = Energia (KW.h)
• Cout_Total = koguhind (eeldusel 1KW.h = 0,15 €)
• Humidite = niiskus
• Lumiere = Valgus

Samm 7: Andmete analüüs

Jah, see on lõpp!

Nüüd saate oma statistikat soovitud viisil visualiseerida. Mõni selgitus on alati hea, et mõista, kuidas seda arendatakse:

• Energie_KWh: see lähtestatakse iga päev kell 00:00
• Cout_Total: sõltuvalt Energie_KWh, eeldades, et 1KW.h võrdub 0,15 €
• Temperatuur: ° Celsiuse järgi
• Niiskus: %HR
• Kohalolek: kui keegi oli siin kahe vahel, saatke Sigfoxi kaudu
• Lumiere: valguse intensiivsus ruumis; 0 = must tuba, 1 = pime tuba, 2 = valgustatud ruum, 3 = hele tuba, 4 = väga hele ruum

Nautige oma dahsboardi!

8. samm: tooge oma teadmised

Nüüd on meie süsteem valmis, kavatseme teha muid projekte.

Kui soovite aga süsteemi uuendada või täiustada, siis kommenteerige julgelt!

Loodame, et see annab teile mõned ideed. Ärge unustage neid jagada.

Soovime teile oma DIY projektis parimat.

Timothée, Florian ja Maxence