Penggunaan Elektrik & Pemantauan Alam Sekitar Melalui Sigfox: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Penerangan

Projek ini akan menunjukkan kepada anda bagaimana mendapatkan penggunaan elektrik bilik pada pengagihan kuasa tiga fasa dan kemudian menghantarnya ke pelayan menggunakan rangkaian Sigfox setiap 10 minit.

Bagaimana untuk memikat kekuatan?

Kami mendapat tiga pengapit semasa dari meter tenaga lama.

Berhati-hati ! Juruelektrik diperlukan untuk pemasangan pengapit. Juga, jika anda tidak tahu penjepit mana yang anda perlukan untuk pemasangan anda, juruelektrik boleh memberi nasihat kepada anda.

Pengawal mikro mana yang akan digunakan?

Kami menggunakan kad Snootlab Akeru yang serasi dengan Arduino.

Adakah ia berfungsi pada semua meter elektrik?

Ya, kami hanya menerima terima kasih semasa pengapit. Oleh itu, anda boleh mengira penggunaan talian yang anda mahukan.

Berapa lama masa yang diperlukan untuk membuatnya?

Setelah anda mempunyai semua keperluan perkakasan, kod sumber tersedia di Github. Oleh itu, dalam satu atau dua jam, anda akan dapat membuatnya berfungsi.

Adakah saya memerlukan pengetahuan sebelumnya?

Anda perlu mengetahui apa yang anda lakukan secara elektrik dan bagaimana menggunakan Arduino dan Actoboard.

Untuk Arduino dan Actoboard, anda boleh mempelajari semua asas dari Google. Sangat senang digunakan.

Siapakah kita?

Nama kami Florian PARIS, Timothée FERRER - LOUBEAU dan Maxence MONTFORT. Kami adalah pelajar di Université Pierre et Marie Curie di Paris. Projek ini membawa kepada tujuan pendidikan di sekolah teknik Perancis (Polytech'Paris-UPMC).

Langkah 1: Sigfox & Actoboard

Apa itu Sigfox?

Sigfox menggunakan teknologi radio dalam Ultra Narrow Band (UNB). Kekerapan isyarat adalah sekitar 10Hz-90Hz, oleh itu isyarat sukar dikesan kerana bunyi bising. Namun Sigfox telah mencipta protokol yang dapat menguraikan isyarat dalam kebisingan. Teknologi ini mempunyai jarak yang besar (hingga 40km), lebih-lebih lagi penggunaan cip 1000 kali lebih sedikit daripada cip GSM. Cip sigfox mempunyai jangka hayat yang hebat (sehingga 10 tahun). Walaupun begitu, teknologi sigfox mempunyai had penghantaran (150 mesej 12 Byte sehari). Itulah sebabnya sigfox adalah penyelesaian connectivy yang didedikasikan untuk Internet of Things (IoT).

Apa itu Actoboard?

Actoboard adalah perkhidmatan dalam talian yang membolehkan pengguna membuat grafik (papan pemuka) untuk menunjukkan data langsung, ia mempunyai banyak kemungkinan penyesuaian berkat pembuatan widget. Data dihantar dari cip Arduino kami berkat modul Sigfox bersepadu. Apabila anda membuat widget baru, anda hanya perlu memilih pemboleh ubah yang anda minati dan kemudian memilih jenis grafik yang anda ingin gunakan (bar grafik, awan titik…) dan akhirnya jangka masa pemerhatian. Kad kami akan menghantar data dari penangkap (tekanan, suhu, pencerahan) dan dari pengapit semasa, maklumat akan ditunjukkan setiap hari dan mingguan serta wang yang dibelanjakan untuk elektrik

Langkah 2: Keperluan Perkakasan

Dalam tutorial ini, kita akan menggunakan:

• Snootlab-Akeru
• Perisai Arduino Seeed Studio
• LEM EMN 100-W4 (hanya pengapit)
• Perintang photocell
• BMP 180
• SEN11301P
• RTC

Hati-hati: kerana kami hanya mempunyai perkakasan untuk mengukur arus, kami membuat beberapa andaian. Lihat langkah seterusnya: kajian elektrik.

-Raspberry PI 2: Kami menggunakan Raspberry untuk menunjukkan data Actoboard pada skrin di sebelah meter elektrik (raspberry mengambil ruang lebih sedikit daripada komputer biasa).

-Snootlab Akeru: Kad Arduino ini yang menyatukan modul sigfox mengandungi perisian pemantauan yang membolehkan kita menganalisis data dari sensor dan menghantarnya ke Actoboard.

-Grove Shield: Ini adalah modul tambahan yang dipasang pada cip Akeru, ia memegang 6 port analog dan 3 port I²C yang digunakan untuk memasang sensor kami

-LEM EMN 100-W4: Pengapit amp ini disambungkan ke setiap fasa meter elektrik, kami menggunakan perintang selari untuk mendapatkan gambaran arus yang disambung dengan ketepatan 1.5%.

-BMP 180: Sensor ini mengukur suhu dari -40 hingga 80 ° C serta tekanan ambien dari 300 hingga 1100 hPa, ia mesti dipasang ke slot I2C.

-SEN11301P: Sensor ini juga membolehkan kita mengukur suhu (kita akan menggunakannya untuk fungsi tersebut kerana ia lebih tepat -> 0.5% dan bukannya 1 ° C untuk BMP180) dan kelembapan dengan ketepatan 2%.

-Fhotoresistor: Kami menggunakan komponen itu untuk mengukur kecerahan, ia adalah separa konduktor yang sangat tahan yang menurunkan rintangannya ketika kecerahan meningkat. Kami memilih lima rentang ketahanan untuk menerangkan

Langkah 3: Kajian Elektrik

Sebelum masuk ke dalam pengaturcaraan, disarankan untuk mengetahui data menarik yang akan dikembalikan dan bagaimana memanfaatkannya. Untuk itu, kami merealisasikan kajian elektroteknik bagi projek tersebut.

Kami mengembalikan arus dalam talian berkat tiga penjepit semasa (LEM EMN 100-W4). Arus berlalu kemudian dalam rintangan 10 Ohms. Ketegangan di sempadan rintangan adalah gambaran arus di garis yang sesuai.

Hati-hati, dalam elektroteknik kuasa pada rangkaian tiga fasa yang seimbang diperhitungkan oleh hubungan berikut: P = 3 * V * I * cos (Phi).

Di sini, kami menganggap bukan sahaja rangkaian tiga fasa seimbang tetapi juga cos (Phi) = 1. Faktor daya sama dengan 1 melibatkan beban semata-mata penerimaan. Apa yang mustahil dalam praktiknya. Imej ketegangan arus garis langsung diambil sampel selama 1 saat di Snootlab-Akeru. Kami mendapat kembali nilai maksimum setiap ketegangan. Kemudian, kami menambahkannya untuk mendapatkan jumlah arus yang digunakan oleh pemasangan. Kami mengira kemudian nilai efektif dengan formula berikut: Vrms = SUM (Vmax) / SQRT (2)

Kami mengira kemudian nilai sebenar arus, yang kami dapati dengan menetapkan kiraan nilai rintangan, dan juga pekali pengapit semasa: Irms = Vrms * res * (1 / R) (res adalah resolusi ADC 4.88mv / bit)

Setelah jumlah arus pemasangan yang berkesan diketahui, kami mengira kuasa dengan formula yang dilihat lebih tinggi. Kami mengurangkan tenaga yang habis daripadanya. Dan kami menukar hasilnya kW.h: W = P * t

Kami mengira akhirnya harga dalam kW.h dengan mempertimbangkan bahawa 1kW.h = 0.15 €. Kami mengabaikan kos langganan.

Langkah 4: Menyambungkan Semua Sistem

• PINCE1 A0
• PINCE2 A1
• PINCE3 A2
• PHOTOCELL A3
• DETECTEUR 7
• LED 8
• DHTPIN 2
• DHTTYPE DHT21 // DHT 21
• BAROMETRE 6
• Adafruit_BMP085PIN 3
• Adafruit_BMP085TYPE Adafruit_BMP085

Langkah 5: Muat turun Kod & Muat Naik Kod

Sekarang anda semua bersambung dengan baik, anda boleh memuat turun kod di sini:

github.com/MAXNROSES/Monitoring_Electrical…

Kodnya dalam bahasa Perancis, bagi mereka yang memerlukan beberapa penjelasan, jangan ragu untuk bertanya dalam komen.

Sekarang anda mempunyai kod, anda perlu memuat naiknya di Snootlab-Akeru. Anda boleh menggunakan Arduino IDE untuk melakukannya. Sebaik sahaja kod tersebut dimuat, anda dapat melihat apakah petunjuknya bertindak balas terhadap pergerakan anda.

Langkah 6: Sediakan Papan Iklan

Sekarang sistem anda berfungsi, anda dapat memvisualisasikan data di actoboard.com.

Hubungkan anda dengan ID dan kata laluan yang anda terima dari Sigfox atau kad Snootlab-Akeru.

Setelah selesai, anda perlu membuat papan pemuka baru. Selepas itu anda boleh menambahkan widget yang anda mahukan di papan pemuka.

Data tiba dalam bahasa Perancis, jadi berikut adalah setara:

• Energie_KWh = Tenaga (dalam KW.j)
• Cout_Total = Jumlah Harga (dengan andaian 1KW.j = 0.15 €)
• Humidite = Kelembapan
• Lumiere = Cahaya

Langkah 7: Analisis Data

Ya, inilah akhirnya!

Anda kini dapat menggambarkan statistik dengan cara yang anda mahukan. Beberapa penjelasan selalu baik untuk memahami bagaimana ia dikembangkan:

• Energie_KWh: ia akan diset semula setiap hari pada pukul 00:00
• Cout_Total: bergantung kepada Energie_KWh, dengan anggapan 1KW.j sama dengan 0.15 €
• Suhu: dalam ° Celsius
• Humidite: dalam% HR
• Kehadiran: jika seseorang berada di sini antara dua hantar melalui Sigfox
• Lumiere: intensiti cahaya di dalam bilik; 0 = bilik hitam, 1 = bilik gelap, 2 = bilik diterangi, 3 = bilik terang, 4 = bilik sangat terang

Nikmati dahsboard anda!

Langkah 8: Bawa Pengetahuan Anda

Sekarang sistem kita selesai, kita akan membuat projek lain.

Namun, jika anda ingin menaik taraf atau memperbaiki sistem, silakan bertukar komen!

Kami harap ia memberi anda beberapa idea. Jangan lupa untuk berkongsi.

Kami doakan yang terbaik untuk projek DIY anda.

Timothée, Florian dan Maxence