Smart Energy Monitoring System: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

I Kerala (Indien) overvåges og beregnes energiforbruget ved hyppige feltbesøg af teknikere fra el-/energiafdelingen til beregning af energipris, som er en tidskrævende opgave, da der vil være tusindvis af huse i området. Der er ingen bestemmelse om at kontrollere eller analysere husenes individuelle energiforbrug i en periode eller at oprette en rapport om energistrøm i et bestemt område. Dette er ikke kun tilfældet med Kerala, men overalt mange steder i verden. Jeg foreslår et smart energiovervågningssystem ved hjælp af Arduino for at lette inspektion, overvågning, analyse og beregning af energipris. Systemet ved konstant at uploade energiforbrugsdata (ved hjælp af et unikt bruger -id) til en clouddatabase ved hjælp af enhedens cloud -forbindelse. Det vil desuden give mulighed for at generere brugerspecifikke eller områdespecifikke diagrammer og rapporter for at analysere energiforbruget og energistrømmen i et enkelt hus eller en region.

Forbrugsvarer

1. Arduino Uno
2. LCD display
3. Strømssensor (ACS712)

Trin 1: Introduktion

I Kerala (Indien) overvåges og beregnes energiforbruget ved hyppige feltbesøg af teknikere fra el-/energiafdelingen til beregning af energipris, som er en tidskrævende opgave, da der vil være tusindvis af huse i området. Der er ingen bestemmelse om at kontrollere eller analysere husenes individuelle energiforbrug i en periode eller at oprette en rapport om energistrøm i et bestemt område. Dette er ikke kun tilfældet med Kerala, men overalt mange steder i verden.

Dette projekt indebærer udvikling af et smart energiovervågningssystem, der letter inspektion, overvågning, analyse og billetberegning af energi. Systemet giver desuden mulighed for at generere brugerspecifikke eller områdespecifikke diagrammer og rapporter for at analysere energiforbruget og energiflowet. Systemmodulet, der får en unik brugerkode til at identificere den bestemte boenhed, hvor energiforbruget skal måles. Strømforbruget vil blive overvåget ved hjælp af en nuværende sensor, der er forbundet til et Arduino -kort ved hjælp af en analog forbindelse. Energiforbrugsdata og brugerens unikke brugerkode uploades til en dedikeret cloud-service i realtid. Data fra skyen vil blive tilgået og analyseret af energiafdelingen for at beregne individuelt energiforbrug, generere individuelle og kollektive energikort, generere energirapporter og for detaljeret energikontrol. Et LCD-displaymodul kan integreres i systemet til visning af energimåleværdier i realtid. Systemet fungerer uafhængigt, hvis der er tilsluttet en bærbar strømkilde, f.eks. Et tørcellebatteri eller Li-Po-batteri.

Trin 2: Workflow

Hovedfokus i dette projekt er at optimere og reducere energiforbruget fra brugerens side. Dette reducerer ikke kun de samlede energiomkostninger, men sparer også energi.

Strøm fra vekselstrømforsyningen trækkes og føres gennem den aktuelle sensor, der er integreret i husholdningskredsløbet. AC -strømmen, der passerer gennem belastningen, registreres af det aktuelle sensormodul (ACS712), og outputdataene fra sensoren føres til den analoge pin (A0) på Arduino UNO. Når den analoge indgang er modtaget af Arduino, er målingen af effekt/energi inde i Arduino -skitsen. Den beregnede effekt og energi vises derefter på LCD -displaymodulet. I vekselstrømsanalyse varierer både spænding og strøm sinusformet med tiden.

Real Power (P): Dette er den effekt, enheden bruger til at producere nyttigt arbejde. Det udtrykkes i kW.

Reel effekt = Spænding (V) x Strøm (I) x cosΦ

Reaktiv kraft (Q): Dette kaldes ofte imaginær kraft, som er et mål for magt, der svinger mellem kilde og belastning, der ikke gør noget nyttigt. Det udtrykkes i kVAr

Reaktiv effekt = Spænding (V) x Strøm (I) x sinΦ

Tilsyneladende effekt (S): Det er defineret som produktet af rod-middelværdi-kvadrat (RMS) spænding og RMS-strøm. Dette kan også defineres som resultatet af reel og reaktiv effekt. Det udtrykkes i kVA

Tilsyneladende effekt = spænding (V) x strøm (I)

Forholdet mellem reel, reaktiv og tilsyneladende magt:

Real Power = Tilsyneladende Power x cosΦ

Reaktiv kraft = tilsyneladende effekt x sinΦ

Vi bekymrer os kun om den virkelige magt til analysen.

Power Factor (pf): Forholdet mellem den reelle effekt og den tilsyneladende effekt i et kredsløb kaldes effektfaktoren.

Power Factor = Real Power/Apparent Power

Således kan vi måle alle former for effekt såvel som effektfaktor ved at måle spændingen og strømmen i kredsløbet. Det følgende afsnit diskuterer de trin, der er taget for at opnå de målinger, der er nødvendige for at beregne energiforbrug.

Vekselstrømmen måles konventionelt ved hjælp af en strømtransformator. ACS712 blev valgt som den aktuelle sensor på grund af dens lave omkostninger og mindre størrelse. ACS712 Current Sensor er en Hall Effect nuværende sensor, der nøjagtigt måler strøm, når den induceres. Magnetfeltet omkring AC -ledningen detekteres, hvilket giver den tilsvarende analoge udgangsspænding. Den analoge spændingsudgang behandles derefter af mikrokontrolleren for at måle strømmen gennem belastningen.

Hall -effekt er produktionen af en spændingsforskel (Hall -spændingen) på tværs af en elektrisk leder, på tværs af en elektrisk strøm i lederen og et magnetfelt vinkelret på strømmen.

Trin 3: Test

Kildekoden opdateres her.

Figuren viser det serielle output fra energiberegningen.

Trin 4: Prototype

Trin 5: Referencer

instructables.com, electronicshub.org