Sistem Pemantauan Tenaga Pintar: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Di Kerala (India), penggunaan tenaga dipantau dan dihitung oleh kunjungan lapangan yang kerap oleh juruteknik dari jabatan elektrik / tenaga untuk pengiraan harga tenaga yang merupakan tugas yang memakan masa kerana akan ada ribuan rumah di daerah ini. Tidak ada ketentuan untuk memeriksa atau menganalisis penggunaan tenaga individu rumah dalam jangka waktu atau membuat laporan aliran tenaga di kawasan tertentu. Ini bukan hanya berlaku di Kerala, tetapi di banyak tempat di dunia. Saya mencadangkan sistem pemantauan tenaga pintar dengan bantuan Arduino untuk memudahkan pemeriksaan, pemantauan, analisis, dan pengiraan harga tenaga. Sistem dengan sentiasa memuat naik data penggunaan tenaga (menggunakan ID pengguna yang unik) ke pangkalan data awan dengan bantuan penyambungan awan peranti. Ia juga membolehkan menghasilkan carta dan laporan khusus pengguna atau kawasan khusus untuk menganalisis penggunaan tenaga dan aliran tenaga rumah individu atau wilayah.

Bekalan

1. Arduino Uno
2. Paparan LCD
3. Sensor Semasa (ACS712)

Langkah 1: Pengenalan

Di Kerala (India), penggunaan tenaga dipantau dan dihitung dengan kunjungan lapangan yang kerap oleh juruteknik dari jabatan elektrik / tenaga untuk pengiraan harga tenaga yang merupakan tugas yang memakan masa kerana akan ada ribuan rumah di daerah ini. Tidak ada ketentuan untuk memeriksa atau menganalisis penggunaan tenaga individu rumah dalam satu jangka waktu atau membuat laporan aliran tenaga di kawasan tertentu. Ini bukan hanya berlaku di Kerala, tetapi di banyak tempat di dunia.

Projek ini melibatkan pengembangan sistem pemantauan tenaga pintar yang akan memudahkan pemeriksaan, pemantauan, analisis, dan pengiraan tambang tenaga. Sistem ini juga membolehkan menghasilkan carta dan laporan khusus pengguna atau kawasan khusus untuk menganalisis penggunaan tenaga dan aliran tenaga. Modul sistem yang akan diberi kod pengguna unik untuk mengenal pasti unit perumahan tertentu di mana penggunaan tenaga harus diukur. Penggunaan tenaga akan dipantau dengan bantuan sensor semasa yang dihubungkan ke papan Arduino menggunakan sambungan Analog. Data penggunaan tenaga dan kod pengguna unik pengguna akan dimuat naik ke perkhidmatan awan khusus pada waktu nyata. Data dari awan akan diakses dan dianalisis oleh jabatan tenaga untuk mengira penggunaan tenaga individu, menghasilkan carta tenaga individu dan kolektif, menghasilkan laporan tenaga dan untuk pemeriksaan tenaga terperinci. Modul paparan LCD dapat disatukan ke dalam sistem untuk menampilkan nilai pengukuran tenaga masa nyata. Sistem akan berfungsi secara bebas sekiranya sumber kuasa mudah alih seperti bateri sel kering atau bateri Li-Po terpasang.

Langkah 2: Aliran Kerja

Fokus utama projek ini adalah untuk mengoptimumkan dan mengurangkan penggunaan penggunaan tenaga oleh pengguna. Ini bukan sahaja dapat mengurangkan keseluruhan kos tenaga tetapi juga akan menjimatkan tenaga.

Kuasa dari rangkaian AC ditarik dan dilalui sensor semasa yang disatukan ke dalam rangkaian isi rumah. Arus AC yang melewati beban dirasakan oleh modul sensor arus (ACS712) dan data output dari sensor dimasukkan ke pin analog (A0) dari Arduino UNO. Setelah input analog diterima oleh Arduino, pengukuran daya / tenaga berada di dalam lakaran Arduino. Kuasa dan tenaga yang dikira kemudiannya dipaparkan pada modul paparan LCD. Dalam analisis litar AC, voltan dan arus berbeza sinusoidal mengikut masa.

Kuasa Sebenar (P): Ini adalah kekuatan yang digunakan oleh peranti untuk menghasilkan karya yang berguna. Ia dinyatakan dalam kW.

Kuasa Sebenar = Voltan (V) x Arus (I) x cosΦ

Kekuatan Reaktif (Q): Ini sering disebut daya khayalan yang merupakan ukuran daya berayun antara sumber dan beban, yang tidak berfungsi dengan baik. Ia dinyatakan dalam kVAr

Daya Reaktif = Voltan (V) x Arus (I) x sinΦ

Kuasa Rupa (S): Ia ditakrifkan sebagai produk Voltan Root-Mean-Square (RMS) dan Arus RMS. Ini juga boleh ditakrifkan sebagai hasil dari daya nyata dan reaktif. Ia dinyatakan dalam kVA

Kuasa Rupa = Voltan (V) x Arus (I)

Hubungan antara kekuatan Nyata, Reaktif dan Rupa:

Kuasa Sebenar = Kuasa Rupa x kosΦ

Kuasa Reaktif = Kuasa Rupanya x sinΦ

Kami hanya mementingkan kekuatan Sebenar untuk analisis.

Faktor Kuasa (pf): Nisbah kuasa sebenar dengan daya nyata dalam litar disebut faktor kuasa.

Faktor Kuasa = Kuasa Sebenar / Kuasa Rupanya

Oleh itu, kita dapat mengukur semua bentuk kuasa serta faktor daya dengan mengukur voltan dan arus dalam litar. Bahagian berikut membincangkan langkah-langkah yang diambil untuk mendapatkan ukuran yang diperlukan untuk mengira penggunaan tenaga.

Arus AC diukur secara konvensional dengan menggunakan Transformer Arus. ACS712 dipilih sebagai sensor semasa kerana harganya yang rendah dan saiznya lebih kecil. Sensor Arus ACS712 adalah sensor arus Hall Effect yang mengukur arus dengan tepat semasa diinduksi. Medan magnet di sekitar wayar AC dikesan yang memberikan voltan output analog yang setara. Output voltan analog kemudian diproses oleh mikrokontroler untuk mengukur aliran arus melalui beban.

Hall Effect adalah penghasilan perbezaan voltan (voltan Hall) melintasi konduktor elektrik, melintang ke arus elektrik di konduktor dan medan magnet yang tegak lurus dengan arus.

Langkah 3: Menguji

Kod Sumber dikemas kini di sini.

Angka itu menunjukkan output bersiri dari pengiraan tenaga.

Langkah 4: Prototaip

Langkah 5: Rujukan

instrablesables.com, electronicshub.org