Trådlös energimätare med lastkontroll: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:38

INTRODUKTION

Youtube -kanal::::

Detta projekt är baserat på Atmels Atmega16 mikrokontroller som huvudhjärna för beräkning.

NRF24L01+ Trådlös kommunikationsmodul används för trådlös dataöverföring.

Idag har vi hundratusentals energimätare installerade i ett lägenhetskomplex, köpcentrum, skola, universitet, vandrarhem och mycket mer. Problemet uppstår när mätaren läses av en anställd för att beräkna räkningen per energimätare. Det kräver mycket arbetskraft och kostnader.

Här har jag kommit på ett enkelt projekt som kommer att spara arbetskraft och kostnader genom att automatiskt överföra energiräkningen för flera energimätare till värd- eller tjänsteleverantören.

Jag har tagit data från Three Energy -mätaren och överfört data till mottagaren, som beräknade belastningen och den totala förbrukningen per meter.

Om lasten överskrider den tillåtna nivån startar en summer.

Data sparas på avsändarens sida så ingen dataförlust uppstår om mottagaren stängs av eller anslutningen försvinner.

Här är arbetsvideon.

Olika komponenter är:

• Energimätare X 3
• NRF24L01 X 2
• Atmega16 X 2
• Optokopplare X 3

Steg 1: Inställning av energimätare

1. Öppna först energimätaren

2. Klipp bara ut katodterminalen på Cal -lysdioden

3. Löd 2 trådar på lysdiodens 2 ändar.

4. Anslut lysdiodens katod till stift 1 på optokopplaren (MCT2E) och den andra änden av lysdioden till stift 2 på optokopplaren

5. Anslut stift 4 på optokopplaren till en svart kabel och stift 5 till den bruna tråden. Anslut den svarta ledningen till kretskortets mark för projekten Förbetalda energimätare eller Auto mätaravläsningsprojekt. Den bruna tråden bär pulsutgången.

6. Anslut strömförsörjningen och ladda enligt bilden.

Steg 2: Grundläggande algo för beräkning

Här är mätaren kopplad till mikrokontroller genom pulsen som alltid blinkar på mätaren. Vidare beräknas denna puls enligt dess blinkande period, med hjälp av denna princip beräknade vi den för en enhet och följaktligen vilken avgift som kommer att vara för en enhet.

Efter 0,3125 watt energi använder Meter LED (kalibrera) blinkar. Betyder att om vi använder 100 watt lampa i en minut blinkar pulsen 5,3 gånger på en minut. Och detta kan beräknas med en given formel.

Puls = (pulsfrekvens för mätare * watt * 60) / (1000 * 3600)

Om mätarens pulsfrekvens är 3200 imp och watt som används är 100 så har vi

Puls = (3200 * 100 * 60) / (1000 * 3600)

Puls = 5.333333333 per minut

Om 5.3333333333 pulser inträffade på en minut kommer pulser att inträffa på en timme..

Puls = 5.3333333333* 60 Puls = ~ 320 ~ 320 Pulser kommer att inträffa om en timme

Så på en timme förbrukade 100 watt glödlampa 100 watt el och nästan 320 pulser blinkar.

Nu kan vi beräkna en pulsförbrukning i watt

En puls (watt) = 100 / 320

En puls (watt) = 0,3125

Betyder 0,3125 watt el som förbrukade en enda puls.

Nu Enheter Enhet = (en pulsenergi (elektricitet))* pulser / 1000

Om en puls = 0,3125 watt Pulser på 10 timmar = 3200

Då blir Enhet Enhet = (0,3125 * 3200)/1000 Enhet = 1 Medel, En enhet på 10 timmar för en 100 watt glödlampa.

Antag nu att en enhetsränta är 7 rupier då för en enda puls kostar det

Kostnad för en enda puls = (7 * förbrukad en puls energi) / 1000

Kostnad för en enda puls = (7 * 0,3125) / 1000

Kostnad för en enda puls = 0,0021875 Rupier

Steg 3: Nrf24L01 (Kredit till

Studera denna länk

Modulen nRF24L01 är en fantastisk RF -modul som fungerar på 2,4 GHz -bandet och är perfekt för trådlös kommunikation i ett hus eftersom den kommer att tränga igenom även tjocka betongväggar. NRF24L01 gör all hård programmering framför dig och har till och med en funktion för att automatiskt kontrollera om den överförda datan tas emot i andra änden. Det finns ett par olika versioner av nRF-familjen chips och de verkar alla fungera i en Liknande sätt. Jag har till exempel använt nRF905 (433MHz) modulen med nästan samma kod som jag använder på nRF24L01 och nRF24L01+ utan problem. Dessa små moduler har en imponerande räckvidd, med vissa versioner som klarar upp till 1000 m (fri sikt) kommunikation och upp till 2000 m med en biquad -antenn.

nRF24L01 kontra nRF24L01+

(+) Versionen är den nya uppdaterade versionen av chipet och stöder datahastighet på 1 Mbps, 2 Mbps och ett "långdistansläge" på 250 kbps vilket är mycket användbart när du vill förlänga sändningslängden. Den äldre nRF24L01 (som jag har använt i mina tidigare inlägg) stöder endast 1 Mbps eller 2 Mbps datahastighet. Båda modellerna är kompatibla med varandra, så länge de är inställda på samma datahastighet. Eftersom de båda kostar ungefär samma (nästan ingenting) skulle jag rekommendera dig att köpa + -versionen!

Del ett - Inställningar Anslutningsskillnader nRF24L01 -modulen har 10 kontakter och + -versionen har 8. Skillnaden är att + -versionen istället för att ha två 3, 3 V och två GND har sin jord (den med en vit fyrkant runt den) och 3, 3 V matning, bredvid varandra. Om du byter modul från en ny + version till en gammal, glöm inte att flytta GND -kabeln till rätt ställe, annars förkortas din krets. Här är en bild av + versionen (ovanifrån), där du kan se alla anslutningar märkta. Den gamla versionen har två GND -anslutningar längst upp istället för i det nedre högra hörnet.

Strömförsörjning (GND & VCC) Modulen måste drivas med 3, 3 V och kan inte drivas av en 5 V strömförsörjning! Eftersom det tar väldigt lite ström använder jag en linjär regulator för att sänka spänningen till 3, 3 V. För att göra det lite lättare för oss kan chipet hantera 5 V på i/O -portarna, vilket är trevligt eftersom det skulle vara en smärta att reglera ner alla i/O-kablar från AVR-chipet. Chip Enable (CE) Används när du antingen ska skicka data (sändare) eller börja ta emot data (mottagare). CE-stiftet är anslutet till alla oanvända i/O -port på AVR: n och ställs in som utmatning (bit till en i DDx -registret där x är portbokstaven.) Atmega88: PB1, ATtiny26: PA0, ATtiny85: PB3SPI Chip Select (CSN) Även känd som "Ship" välj inte ". CSN-stiftet är också anslutet till alla oanvända i/O-portar på AVR och satt till utgång. CSN-stiftet hålls högt hela tiden förutom när ett SPI-kommando ska skickas från AVR till nRF. Atmega88: PB2, ATtiny26: PA1, ATtiny85: PB4SPI Clock (SCK) Detta är serieklockan. SCK ansluter till SCK-stiftet på AVR. Atmega88: PB5, ATtiny26: PB2, ATtiny85: PB2SPI Master-utgång Slavingång (MOSI eller MO) Detta är datalinjen i SPI-systemet. Om ditt AVR-chip stöder SPI-överföring precis som Atmega88, denna ansluter till MOSI på AVR också och är inställd som output. På AVR: er som saknar SPI, som ATtiny26 och ATtiny85 kommer de med USI istället, och databladet säger: "The USI Three-wire mode is överensstämmer med Serial Peripheral Interface (SPI) -läget 0 och 1, men har inte funktionen för slavval (SS). Men den här funktionen kan implementeras i programvara om det behövs "SS" som det hänvisas till är samma som "CSN" Och efter lite forskning hittade jag den här bloggen som hjälpte mig att tilldela. För att få USI till SPI igång fick jag reda på att jag var tvungen att ansluta MOSI -stiftet från nRF till MISO -stiftet på AVR och ställa in det som output. Atmega88: PB3, ATtiny26: PB1, ATtiny85: PB1SPI Masteringång Slavutgång (MISO eller MI) Detta är datalinjen i SPI -systemet. Om din AVR chip stöder SPI-överföring som Atmega88, detta ansluter till MISO på AVR och den här stannar som en ingång. För att få den att fungera på ATtiny26 och ATtiny85 var jag tvungen att använda USI som nämnts ovan. Detta fungerade bara när jag anslöt MISO -stiftet på nRF till MOSI -stiftet på AVR och ställde in det som ingång och aktiverade intern pullup. Atmega88: PB4, ATtiny26: PB0, ATtiny85: PB0 Interrupt Request (IRQ) IRQ -stiftet är inte nödvändigt, men ett bra sätt att veta när något har hänt med nRF. Du kan till exempel berätta för nRF att ställa in IRQ högt när ett paket tas emot eller när en lyckad överföring är klar. Mycket användbart! Om din AVR har mer än 8 stift och en tillgänglig avbrottsstift skulle jag starkt föreslå att du ansluter IRQ till den och ställer in en avbrottsbegäran. Atmega88: PD2, ATtiny26: PB6, ATtiny85: -

Steg 4: Grundläggande anslutningsdiagram

Detta anslutningsdiagram är en schematisk

Steg 5: Kod

För KOD Besök GitHub