ჭკვიანი ენერგიის მონიტორინგის სისტემა: 5 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

კერალაში (ინდოეთი), ენერგიის მოხმარება მონიტორინგდება და გამოითვლება ელექტროენერგიის/ენერგიის დეპარტამენტის ტექნიკოსების ხშირი საველე ვიზიტებით ენერგიის საფასურის გამოსათვლელად, რაც შრომატევადი ამოცანაა, რადგან ათასობით სახლი იქნება ამ მხარეში. არ არსებობს დებულება, რომ შემოწმდეს ან გაანალიზდეს სახლების ინდივიდუალური ენერგომოხმარება გარკვეული პერიოდის განმავლობაში და არც შეიქმნას ანგარიში ენერგიის ნაკადის შესახებ გარკვეულ ზონაში. ეს არ არის მხოლოდ კერალას შემთხვევა, არამედ მსოფლიოს მრავალ ადგილას. მე გთავაზობთ ენერგიის მონიტორინგის ჭკვიან სისტემას Arduino– ს დახმარებით, რათა გამარტივდეს ენერგიის საფასურის შემოწმება, მონიტორინგი, ანალიზი და გაანგარიშება. სისტემა ენერგიის მოხმარების მონაცემების მუდმივად ატვირთვით (უნიკალური მომხმარებლის ID- ის გამოყენებით) ღრუბლოვან მონაცემთა ბაზაში მოწყობილობის ღრუბლოვანი კავშირის დახმარებით. ეს დამატებით საშუალებას მისცემს შექმნას მომხმარებლის სპეციფიკური ან ფართობის კონკრეტული სქემები და ანგარიშები, რათა გაანალიზოს ცალკეული სახლის ან რეგიონის ენერგიის მოხმარება და ენერგიის ნაკადი.

მარაგები

1. არდუინო უნო
2. LCD ეკრანი
3. მიმდინარე სენსორი (ACS712)

ნაბიჯი 1: შესავალი

კერალაში (ინდოეთი), ენერგიის მოხმარება მონიტორინგდება და გამოითვლება ელექტროენერგიის/ენერგეტიკის დეპარტამენტის ტექნიკოსების ხშირი საველე ვიზიტებით ენერგიის საფასურის გამოსათვლელად, რაც შრომატევადი ამოცანაა, რადგან ათასობით სახლი იქნება ამ მხარეში. არ არსებობს დებულება, რომ შევამოწმოთ ან გავაანალიზოთ სახლების ინდივიდუალური ენერგიის მოხმარება გარკვეული პერიოდის განმავლობაში და არც შევქმნათ ანგარიში ენერგიის ნაკადის შესახებ გარკვეულ ზონაში. ეს არ არის მხოლოდ კერალას შემთხვევა, არამედ მსოფლიოს მრავალ ადგილას.

ეს პროექტი მოიცავს ენერგიის მონიტორინგის ჭკვიანი სისტემის შემუშავებას, რომელიც გაადვილებს ენერგიის შემოწმებას, მონიტორინგს, ანალიზს და ტარიფის გაანგარიშებას. სისტემა დამატებით დაუშვებს მომხმარებლის სპეციფიკურ ან სპეციფიკურ სფეროს სქემებისა და ანგარიშების გენერირებას ენერგიის მოხმარებისა და ენერგიის ნაკადის გასაანალიზებლად. სისტემის მოდული, რომელსაც მიეცემა უნიკალური მომხმარებლის კოდი კონკრეტული საცხოვრებელი ერთეულის იდენტიფიცირებისათვის, სადაც უნდა მოხდეს ენერგიის მოხმარების გაზომვა. ენერგიის მოხმარება იქნება მონიტორინგი მიმდინარე სენსორის დახმარებით, რომელიც დაკავშირებულია არდუინოს დაფაზე ანალოგური კავშირის გამოყენებით. ენერგიის მოხმარების მონაცემები და მომხმარებლის უნიკალური მომხმარებლის კოდი ატვირთული იქნება ღრუბლოვან სერვისზე რეალურ დროში. ღრუბლის მონაცემებს მიიღებს და გაანალიზებს ენერგეტიკის დეპარტამენტი ენერგიის ინდივიდუალური მოხმარების გამოსათვლელად, ინდივიდუალური და კოლექტიური ენერგიის სქემების შესაქმნელად, ენერგიის ანგარიშების შესაქმნელად და ენერგიის დეტალური შემოწმებისთვის. LCD დისპლეის მოდული შეიძლება ინტეგრირებული იყოს სისტემაში, რათა აჩვენოს ენერგიის გაზომვის მნიშვნელობები რეალურ დროში. სისტემა დამოუკიდებლად იმუშავებს, თუ თან ერთვის პორტატული ენერგიის წყარო, როგორიცაა მშრალი უჯრედის ბატარეა ან Li-Po ბატარეა.

ნაბიჯი 2: სამუშაო ნაკადი

ამ პროექტის მთავარი მიზანია მომხმარებლის მიერ ენერგიის მოხმარების ოპტიმიზაცია და შემცირება. ეს არა მხოლოდ ამცირებს ენერგიის საერთო ხარჯებს, არამედ დაზოგავს ენერგიას.

AC ქსელიდან ენერგია მიიღება და გადის მიმდინარე სენსორზე, რომელიც ინტეგრირებულია საყოფაცხოვრებო წრეში. AC დატვირთვა, რომელიც გადის დატვირთვაზე, იგრძნობა მიმდინარე სენსორის მოდულით (ACS712) და სენსორიდან გამომავალი მონაცემები მიეწოდება Arduino UNO– ს ანალოგიურ პინს (A0). მას შემდეგ რაც ანალოგიურ შეყვანას მიიღებს არდუინო, ენერგიის/ენერგიის გაზომვა ხდება არდუინოს ესკიზის შიგნით. გამოთვლილი სიმძლავრე და ენერგია ნაჩვენებია LCD ეკრანის მოდულზე. AC მიკროსქემის ანალიზისას ძაბვაც და დენიც სინუსოიდურად იცვლება დროთა განმავლობაში.

რეალური სიმძლავრე (P): ეს არის ძალა, რომელსაც მოწყობილობა იყენებს სასარგებლო სამუშაოს წარმოებისთვის. ის გამოხატულია კვტ.

რეალური სიმძლავრე = ძაბვა (V) x დენი (I) x cosΦ

რეაქტიული ძალა (Q): ამას ხშირად უწოდებენ წარმოსახვით ძალას, რომელიც არის ძალაუფლების საზომი წყაროსა და დატვირთვას შორის, რომელიც არ ასრულებს რაიმე სასარგებლო ფუნქციას. იგი გამოხატულია kVAr– ში

რეაქტიული სიმძლავრე = ძაბვა (V) x დენი (I) x sinΦ

მოჩვენებითი სიმძლავრე (ები): იგი განისაზღვრება, როგორც ძირეული საშუალო კვადრატის (RMS) ძაბვის და RMS დენის პროდუქტი. ეს ასევე შეიძლება განისაზღვროს როგორც რეალური და რეაქტიული ძალის შედეგი. ის გამოხატულია kVA- ში

მოჩვენებითი სიმძლავრე = ძაბვა (V) x დენი (I)

რეალური, რეაქტიული და მოჩვენებითი ძალის ურთიერთობა:

რეალური ძალა = მოჩვენებითი სიმძლავრე x cosΦ

რეაქტიული სიმძლავრე = მოჩვენებითი სიმძლავრე x sinΦ

ჩვენ გვაინტერესებს მხოლოდ რეალური ძალა ანალიზისთვის.

სიმძლავრის ფაქტორი (პფ): წრეში რეალური სიმძლავრის თანაფარდობა აშკარა სიმძლავრეს ეწოდება სიმძლავრის ფაქტორი.

სიმძლავრის ფაქტორი = რეალური სიმძლავრე/მოჩვენებითი ძალა

ამრიგად, ჩვენ შეგვიძლია გავზომოთ სიმძლავრის ყველა ფორმა და სიმძლავრის ფაქტორი წრედში ძაბვისა და დენის გაზომვით. მომდევნო ნაწილი განიხილავს გადადგმულ ნაბიჯებს ენერგიის მოხმარების გამოსათვლელად საჭირო გაზომვების მისაღებად.

AC დენი პირობითად იზომება დენის ტრანსფორმატორის გამოყენებით. ACS712 არჩეულ იქნა როგორც მიმდინარე სენსორი მისი დაბალი ღირებულებისა და მცირე ზომის გამო. ACS712 მიმდინარე სენსორი არის Hall Effect დენის სენსორი, რომელიც ზუსტად ზომავს დენს, როდესაც გამოწვეულია. გამოვლენილია მაგნიტური ველი AC მავთულის ირგვლივ, რაც იძლევა ანალოგიურ ანალოგიურ გამომავალ ძაბვას. ანალოგური ძაბვის გამომუშავება შემდგომ დამუშავებულია მიკროკონტროლის მიერ დატვირთვის მიმდინარე დინების გასაზომად.

ჰოლის ეფექტი არის ძაბვის სხვაობის წარმოქმნა (ჰოლის ძაბვა) ელექტრო გამტარზე, გამტარში ელექტრული დენის განივი და მაგნიტური ველის დენის პერპენდიკულარული.

ნაბიჯი 3: ტესტირება

წყაროს კოდი განახლებულია აქ.

ფიგურა ასახავს ენერგიის გამოთვლის სერიულ გამომუშავებას.

ნაბიჯი 4: პროტოტიპი

ნაბიჯი 5: მითითებები

instructables.com, electronshub.org