Smart Energy Monitoring System: 5 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Sa Kerala (India), ang pagkonsumo ng enerhiya ay sinusubaybayan at kinakalkula ng madalas na pagbisita sa larangan ng mga technician mula sa departamento ng elektrisidad / enerhiya para sa pagkalkula ng pamasahe sa enerhiya na isang gugugol sa oras na gawain dahil magkakaroon ng libu-libong mga bahay sa lugar. Walang probisyon upang suriin o pag-aralan ang indibidwal na pagkonsumo ng enerhiya ng mga bahay sa isang tagal ng oras o upang lumikha ng isang ulat ng daloy ng enerhiya sa isang tiyak na lugar. Hindi lamang ito ang kaso ng Kerala, ngunit sa buong lugar sa mundo. Nagmumungkahi ako ng isang matalinong sistema ng pagsubaybay sa enerhiya sa tulong ng Arduino upang mapadali ang inspeksyon, pagsubaybay, pagsusuri, at pagkalkula ng pamasahe sa enerhiya. Ang system sa pamamagitan ng patuloy na pag-upload ng data ng pagkonsumo ng enerhiya (gamit ang isang natatanging ID ng gumagamit) sa isang cloud database sa tulong ng pagkakakonekta ng cloud ng aparato. Bukod dito ay papayagan ang pagbuo ng tukoy ng gumagamit o mga tukoy na tsart at ulat ng lugar na pag-aralan ang pagkonsumo ng enerhiya at daloy ng enerhiya ng isang indibidwal na bahay o isang rehiyon.

Mga gamit

1. Arduino Uno
2. LCD Display
3. Kasalukuyang Sensor (ACS712)

Hakbang 1: Panimula

Sa Kerala (India), ang pagkonsumo ng enerhiya ay sinusubaybayan at kinakalkula ng madalas na pagbisita sa larangan ng mga technician mula sa departamento ng elektrisidad / enerhiya para sa pagkalkula ng pamasahe sa enerhiya na isang gugugol sa oras na gawain dahil magkakaroon ng libu-libong mga bahay sa lugar. Walang probisyon upang suriin o pag-aralan ang indibidwal na pagkonsumo ng enerhiya ng mga bahay sa isang tagal ng oras o upang lumikha ng isang ulat ng daloy ng enerhiya sa isang tiyak na lugar. Hindi lamang ito ang kaso ng Kerala, ngunit sa buong lugar sa mundo.

Ang proyektong ito ay nagsasangkot ng pagbuo ng isang matalinong sistema ng pagsubaybay sa enerhiya na magpapagaan sa inspeksyon, pagsubaybay, pagsusuri, at pagkalkula ng enerhiya ng pamasahe. Dagdag na papayagan ng system ang pagbuo ng tukoy ng gumagamit o mga tukoy na tsart at ulat ng lugar upang pag-aralan ang pagkonsumo ng enerhiya at daloy ng enerhiya. Ang module ng system na bibigyan ng isang natatanging code ng gumagamit upang makilala ang partikular na yunit ng pabahay kung saan kailangang sukatin ang pagkonsumo ng enerhiya. Ang pagkonsumo ng kuryente ay susubaybayan sa tulong ng isang kasalukuyang sensor na interfaced sa isang Arduino board gamit ang isang koneksyon sa Analog. Ang data ng pagkonsumo ng enerhiya at ang natatanging code ng gumagamit ng gumagamit ay ia-upload sa isang nakatuong serbisyo sa ulap sa real-time. Ang data mula sa cloud ay maa-access at susuriin ng departamento ng enerhiya upang makalkula ang indibidwal na pagkonsumo ng enerhiya, bumuo ng indibidwal at sama-samang mga tsart ng enerhiya, bumuo ng mga ulat sa enerhiya at para sa detalyadong inspeksyon ng enerhiya. Ang isang module ng pagpapakita ng LCD ay maaaring isama sa system upang maipakita ang mga halaga ng pagsukat ng enerhiya na real-time. Ang system ay gagana nang nakapag-iisa kung ang isang mapagkukunang portable na kapangyarihan tulad ng isang dry cell baterya o baterya ng Li-Po ay nakakabit.

Hakbang 2: Workflow

Ang pangunahing pokus ng proyektong ito ay upang i-optimize at mabawasan ang paggamit ng pagkonsumo ng enerhiya ng gumagamit. Hindi lamang nito binabawasan ang pangkalahatang mga gastos sa enerhiya ngunit magtipid din ito ng enerhiya.

Ang lakas mula sa mains AC ay iginuhit at dumaan sa kasalukuyang sensor na isinama sa circuit ng sambahayan. Ang kasalukuyang AC na dumadaan sa pagkarga ay nadarama ng kasalukuyang module ng sensor (ACS712) at ang data ng output mula sa sensor ay pinakain sa analog pin (A0) ng Arduino UNO. Kapag ang analog input ay natanggap ng Arduino, ang pagsukat ng lakas / enerhiya ay nasa loob ng Arduino sketch. Ang kinakalkula na lakas at lakas ay ipinapakita sa module ng pagpapakita ng LCD. Sa pag-aaral ng AC circuit, parehong boltahe at kasalukuyang nag-iiba ang sinusoidal na may oras.

Tunay na Lakas (P): Ito ang kapangyarihan na ginagamit ng aparato upang makabuo ng kapaki-pakinabang na gawain. Ito ay ipinahayag sa kW.

Tunay na Lakas = Boltahe (V) x Kasalukuyang (I) x cosΦ

Reactive Power (Q): Ito ay madalas na tinatawag na haka-haka na lakas na kung saan ay isang sukat ng lakas na uma-oscillate sa pagitan ng mapagkukunan at pagkarga, na walang kapaki-pakinabang na gawain. Ito ay ipinahayag sa kVAr

Reactive Power = Boltahe (V) x Kasalukuyang (I) x sinΦ

Maliwanag na Lakas (S): Ito ay tinukoy bilang ang produkto ng Root-Mean-Square (RMS) Boltahe at ang Kasalukuyang RMS. Maaari rin itong tukuyin bilang resulta ng tunay at reaktibong lakas. Ito ay ipinahayag sa kVA

Maliwanag na Lakas = Boltahe (V) x Kasalukuyang (I)

Ang ugnayan sa pagitan ng Tunay, Reaktibo at Maliwanag na kapangyarihan:

Tunay na Lakas = Maliit na Lakas x cosΦ

Reaktibong Kapangyarihan = Maliwanag na Kapangyarihan x sinΦ

Nag-aalala lamang kami sa Tunay na kapangyarihan para sa pagtatasa.

Power Factor (pf): Ang ratio ng tunay na lakas sa maliwanag na kapangyarihan sa isang circuit ay tinatawag na power factor.

Power Factor = Tunay na Lakas / Maliit na Lakas

Kaya, maaari nating masukat ang lahat ng anyo ng lakas pati na rin ang kadahilanan ng kuryente sa pamamagitan ng pagsukat ng boltahe at kasalukuyang sa circuit. Tinalakay ng sumusunod na seksyon ang mga hakbang na kinuha upang makuha ang mga sukat na kinakailangan upang makalkula ang pagkonsumo ng enerhiya.

Ang kasalukuyang AC ay ayon sa kaugalian na sinusukat sa pamamagitan ng paggamit ng isang kasalukuyang Transformer. Ang ACS712 ay napili bilang kasalukuyang sensor dahil sa mababang gastos at mas maliit na laki. Ang ACS712 Kasalukuyang Sensor ay isang kasalukuyang sensor ng Hall Effect na tumpak na sumusukat sa kasalukuyang kapag sapilitan. Ang magnetic field sa paligid ng AC wire ay napansin na nagbibigay ng katumbas na boltahe ng output ng analog. Ang output ng analog voltage ay pagkatapos ay naproseso ng microcontroller upang masukat ang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng pagkarga.

Ang Hall Effect ay ang paggawa ng isang pagkakaiba sa boltahe (ang boltahe ng Hall) sa isang konduktor na de koryente, na nakahalang sa isang kasalukuyang kuryente sa conductor at isang magnetikong patlang na patayo sa kasalukuyang.

Hakbang 3: Pagsubok

Ang Source code ay na-update dito.

Inilalarawan ng pigura ang serial output mula sa pagkalkula ng enerhiya.

Hakbang 4: Prototype

Hakbang 5: Mga Sanggunian

instructables.com, electronicshub.org