Πίνακας περιεχομένων:
2025 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-13 06:57
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Κανάλι Youtube::::
Αυτό το έργο βασίζεται στον μικροελεγκτή Atmel Atmega16 ως τον κύριο εγκέφαλο για υπολογισμούς.
Η μονάδα ασύρματης επικοινωνίας NRF24L01+ χρησιμοποιείται για τη μετάδοση ασύρματων δεδομένων.
Σήμερα έχουμε εκατοντάδες και χιλιάδες ενεργειακό μετρητή εγκατεστημένο σε συγκρότημα διαμερισμάτων, εμπορικό κέντρο, σχολείο, πανεπιστήμιο, ξενώνες και πολλά άλλα. Το πρόβλημα προκύπτει όταν ο μετρητής διαβάζεται από έναν υπάλληλο για τον υπολογισμό του λογαριασμού ανά Μετρητή Ενέργειας. Απαιτεί πολύ εργατικό δυναμικό και κόστος.
Εδώ έχω καταλήξει σε ένα απλό έργο που θα εξοικονομήσει ανθρώπινο δυναμικό και κόστος, μεταδίδοντας αυτόματα την καταμέτρηση ενέργειας πολλαπλών μετρητών ενέργειας στον πάροχο υποδοχής ή υπηρεσίας.
Πήρα δεδομένα από τον μετρητή Three Energy και μετέφερα τα δεδομένα στον δέκτη, ο οποίος υπολόγισε το φορτίο και τη συνολική κατανάλωση ανά μέτρο.
Εάν το φορτίο υπερβεί το επιτρεπτό επίπεδο τότε ξεκινά ένας βομβητής.
Τα δεδομένα αποθηκεύονται στην πλευρά του αποστολέα, οπότε δεν δημιουργείται απώλεια δεδομένων εάν ο δέκτης είναι απενεργοποιημένος ή χαθεί η συνδεσιμότητα.
Εδώ είναι το βίντεο εργασίας.
Τα διαφορετικά εξαρτήματα είναι:
- Μετρητής ενέργειας Χ 3
- NRF24L01 X 2
- Atmega16 Χ 2
- Optocoupler X 3
Βήμα 1: Ρύθμιση μετρητή ενέργειας
1. Ανοίξτε πρώτα τον μετρητή ενέργειας
2. Απλώς κόψτε τον ακροδέκτη Cathode του Cal LED
3. Κολλήστε 2 σύρματα στα 2 άκρα του LED.
4. Συνδέστε την κάθοδο του LED στο Pin1 του Opto-ζεύκτη (MCT2E) και το άλλο άκρο του LED στο Pin2 του Opto-ζεύκτη
5. Συνδέστε τον πείρο 4 του οπτικού ζεύκτη σε ένα μαύρο καλώδιο και τον Pin5 στο καφέ σύρμα. Συνδέστε το Μαύρο καλώδιο στη γείωση της πλακέτας κυκλώματος για τα έργα Μετρητής προπληρωμένης ενέργειας ή Έργα ανάγνωσης μετρητή. Το καφέ σύρμα φέρει την έξοδο παλμού.
6. Συνδέστε το τροφοδοτικό και φορτίστε σύμφωνα με αυτήν την εικόνα.
Βήμα 2: Βασικό Algo για Υπολογισμό
Εδώ ο μετρητής διασυνδέεται με μικροελεγκτή μέσω του παλμού που αναβοσβήνει πάντα στον μετρητή. Επιπλέον, ο παλμός υπολογίζεται σύμφωνα με την περίοδο αναλαμπής του, χρησιμοποιώντας αυτήν την αρχή τον υπολογίσαμε για μία μονάδα και, ανάλογα, τι φόρτιση θα είναι για μια μονάδα.
Μετά από ενέργεια 0,3125 watt αναβοσβήνει η λυχνία LED μετρητή (βαθμονόμηση). Αν χρησιμοποιήσουμε λάμπα 100 watt για ένα λεπτό, τότε ο παλμός θα αναβοσβήνει 5,3 φορές σε ένα λεπτό. Και αυτό μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον δεδομένο τύπο.
Pulse = (Ρυθμός παλμού του μετρητή * watt * 60) / (1000 * 3600)
Εάν ο παλμός του μετρητή είναι 3200 imp και το watt είναι 100 τότε έχουμε
Παλμός = (3200 * 100 * 60) / (1000 * 3600)
Σφυγμός = 5,333333333 ανά λεπτό
Εάν 5.3333333333 παλμοί εμφανίστηκαν σε ένα λεπτό, τότε σε μία ώρα θα εμφανιστούν παλμοί..
Pulse = 5.3333333333* 60 Pulse = ~ 320 ~ 320 Οι παλμοί θα εμφανιστούν σε μία ώρα
Έτσι, σε μία ώρα ο λαμπτήρας 100 watt κατανάλωσε ηλεκτρική ενέργεια 100 watt και σχεδόν 320 παλμοί αναβοσβήνουν.
Τώρα μπορούμε να υπολογίσουμε έναν παλμικό ηλεκτρισμό που καταναλώνεται σε watt
Ένας παλμός (watt) = 100 / 320
Ένας παλμός (watt) = 0,3125
Δηλαδή 0,3125 watt ηλεκτρική ενέργεια κατανάλωσε έναν μόνο παλμό.
Τώρα Μονάδες Μονάδα = (ενέργεια ενός παλμού (ηλεκτρισμός))* παλμοί / 1000
Αν Ένας παλμός = 0,3125 watt Παλμοί σε 10 ώρες = 3200
Τότε η Μονάδα θα είναι Μονάδα = (0.3125 * 3200)/1000 Μονάδα = 1 Μέσο, Μία μονάδα σε 10 ώρες για έναν λαμπτήρα 100 watt.
Τώρα, ας υποθέσουμε ότι το μοναδιαίο επιτόκιο είναι 7 ρουπίες, το κόστος για έναν μόνο παλμό θα είναι
Κόστος απλού παλμού = (7 * μία ενέργεια παλμού που καταναλώνεται) / 1000
Κόστος απλού παλμού = (7 * 0.3125) / 1000
Κόστος απλού παλμού = 0,0021875 ρουπίες
Βήμα 3: Nrf24L01 (Credit to
Μελετήστε αυτόν τον σύνδεσμο
Η μονάδα nRF24L01 είναι μια φοβερή μονάδα RF που λειτουργεί στη ζώνη 2, 4 GHz και είναι ιδανική για ασύρματη επικοινωνία σε ένα σπίτι επειδή θα διαπεράσει ακόμη και παχούς τσιμεντένιους τοίχους. Το nRF24L01 κάνει όλο τον σκληρό προγραμματισμό μπροστά σας, και έχει ακόμη μια λειτουργία για να ελέγχει αυτόματα εάν τα δεδομένα που μεταδίδονται λαμβάνονται στο άλλο άκρο. Υπάρχουν μερικές διαφορετικές εκδόσεις των τσιπ της οικογένειας nRF και όλα φαίνεται να λειτουργούν παρόμοιο τρόπο. Έχω χρησιμοποιήσει για παράδειγμα τη μονάδα nRF905 (433MHz) με σχεδόν τον ίδιο κωδικό που χρησιμοποιώ στο nRF24L01 και το nRF24L01+ χωρίς κανένα πρόβλημα. Αυτές οι μικρές μονάδες έχουν ένα εντυπωσιακό εύρος, με μερικές εκδόσεις που διαχειρίζονται επικοινωνία έως 1000 m (ελεύθερη όραση) και έως 2000 m με κεραία biquad.
nRF24L01 έναντι nRF24L01+
Η έκδοση (+) είναι η νέα ενημερωμένη έκδοση του τσιπ και υποστηρίζει ρυθμό δεδομένων 1 Mbps, 2 Mbps και "λειτουργία μεγάλων αποστάσεων" 250 kbps που είναι πολύ χρήσιμο όταν θέλετε να επεκτείνετε το μήκος μετάδοσης. Το παλαιότερο nRF24L01 (που έχω χρησιμοποιήσει στις προηγούμενες αναρτήσεις μου) υποστηρίζουν μόνο 1 Mbps ή 2 Mbps ταχύτητα δεδομένων. Και τα δύο μοντέλα είναι συμβατά μεταξύ τους, αρκεί να έχουν οριστεί στον ίδιο ρυθμό δεδομένων. Δεδομένου ότι και τα δύο κοστίζουν περίπου το ίδιο (σχεδόν τίποτα) θα σας συνιστούσα να αγοράσετε την έκδοση +!
Μέρος πρώτο - Διαμόρφωση Διαφορές σύνδεσης Η μονάδα nRF24L01 έχει 10 συνδέσμους και η έκδοση + έχει 8. Η διαφορά είναι ότι η έκδοση + αντί να έχει δύο 3, 3 V και δύο GND, έχει τη γείωσή της (αυτή με λευκό τετράγωνο γύρω της) και Τροφοδοσία 3, 3 V, το ένα δίπλα στο άλλο. Εάν αλλάξετε τη μονάδα από μια νέα έκδοση + σε μια παλιά, φροντίστε να μην ξεχάσετε να μετακινήσετε το καλώδιο GND στο σωστό μέρος, διαφορετικά θα συντομεύσει το κύκλωμά σας. Ακολουθεί μια εικόνα της έκδοσης + (κάτοψη), όπου μπορείτε να δείτε όλες τις συνδέσεις με ετικέτα. Η παλιά έκδοση έχει δύο συνδέσεις GND στο επάνω μέρος αντί στην κάτω δεξιά γωνία.
Τροφοδοσία (GND & VCC) Η μονάδα πρέπει να τροφοδοτείται με 3, 3 V και δεν μπορεί να τροφοδοτείται από τροφοδοτικό 5 V! Δεδομένου ότι χρειάζεται πολύ λίγο ρεύμα, χρησιμοποιώ έναν γραμμικό ρυθμιστή για να ρίξω την τάση στα 3, 3 V. Για να διευκολύνει λίγο τα πράγματα για εμάς, το τσιπ μπορεί να χειριστεί 5 V στις θύρες εισόδου/εξόδου, κάτι που είναι ωραίο είναι ένας πόνος για τη ρύθμιση όλων των καλωδίων εισόδου/εξόδου από το τσιπ AVR. Το Chip Enable (CE) χρησιμοποιείται όταν είτε αποστέλλετε τα δεδομένα (πομπός) είτε ξεκινάτε να λαμβάνετε δεδομένα (δέκτης). Ο ακροδέκτης CE είναι συνδεδεμένος με οποιοδήποτε αχρησιμοποίητο θύρα εισόδου/εξόδου στο AVR και ορίζεται ως έξοδος (ορίστε το bit σε ένα στο μητρώο DDx όπου x είναι το γράμμα της θύρας.) Atmega88: PB1, ATtiny26: PA0, ATtiny85: PB3SPI Chip Select (CSN) Γνωστό και ως "Ship επιλέξτε όχι ". Ο ακροδέκτης CSN συνδέεται επίσης σε οποιαδήποτε αχρησιμοποίητη θύρα εισόδου/εξόδου στο AVR και έχει οριστεί σε έξοδο. Ο ακροδέκτης CSN διατηρείται ψηλά ανά πάσα στιγμή, εκτός από το πότε πρέπει να σταλεί μια εντολή SPI από το AVR στο nRF. Atmega88: PB2, ATtiny26: PA1, ATtiny85: PB4SPI Clock (SCK) Αυτό είναι το σειριακό ρολόι. Το SCK συνδέεται με το SCK-pin στο AVR. Atmega88: PB5, ATtiny26: PB2, ATtiny85: PB2SPI Κύρια έξοδος Slave input (MOSI ή MO) Αυτή είναι η γραμμή δεδομένων στο σύστημα SPI. Εάν το τσιπ AVR σας υποστηρίζει μεταφορά SPI όπως το Atmega88, αυτό συνδέεται με το MOSI και στο AVR και ορίζεται ως έξοδος. Σε AVR που δεν διαθέτει SPI, όπως τα ATtiny26 και ATtiny85 έρχονται με USI αντί αυτού και το φύλλο δεδομένων λέει: "Η λειτουργία USI Three-wire είναι συμβατό με τη λειτουργία 0 και 1 της Serial Peripheral Interface (SPI), αλλά δεν διαθέτει τη λειτουργία pin slave select (SS). Ωστόσο, αυτή η δυνατότητα μπορεί να εφαρμοστεί στο λογισμικό εάν είναι απαραίτητο "Το" SS "στο οποίο αναφέρεται είναι το ίδιο με" CSN " Και μετά από κάποια έρευνα βρήκα αυτό το ιστολόγιο που με βοήθησε να κατανεμηθώ. Για να ξεκινήσει η λειτουργία του USI στο SPI ανακάλυψα ότι έπρεπε να συνδέσω την ακίδα MOSI από το nRF στην ακίδα MISO στο AVR και να την ορίσω ως έξοδο.: PB3, ATtiny26: PB1, ATtiny85: PB1SPI Master input Slave output (MISO ή MI) Αυτή είναι η γραμμή δεδομένων στο σύστημα SPI. Εάν το AVR σας Το τσιπ υποστηρίζει μεταφορά SPI όπως το Atmega88, αυτό συνδέεται με το MISO στο AVR και αυτό παραμένει ως είσοδος. Για να λειτουργήσει στα ATtiny26 και ATtiny85, έπρεπε να χρησιμοποιήσω το USI όπως αναφέρθηκε παραπάνω. Αυτό λειτούργησε μόνο όταν ένωσα τον πείρο MISO στο nRF με τον ακροδέκτη MOSI στο AVR και τον έθεσα ως είσοδο και επέτρεψα την εσωτερική απομάκρυνση. Atmega88: PB4, ATtiny26: PB0, ATtiny85: PB0Intruptrupt Request (IRQ), αλλά ένας πολύ καλός τρόπος για να γνωρίζετε πότε κάτι συνέβη στο nRF. Μπορείτε, για παράδειγμα, να πείτε στο nRF να ορίσει το IRQ υψηλό όταν λαμβάνεται ένα πακέτο ή όταν ολοκληρώνεται μια επιτυχής μετάδοση. Πολύ χρήσιμο! Εάν το AVR σας έχει περισσότερες από 8 ακίδες και διαθέσιμο διακόπτη, θα σας πρότεινα να συνδέσετε το IRQ σε αυτό και να ρυθμίσετε ένα αίτημα διακοπής. Atmega88: PD2, ATtiny26: PB6, ATtiny85: -
Βήμα 4: Βασικό διάγραμμα σύνδεσης
Αυτό το διάγραμμα σύνδεσης είναι σχηματικό
Βήμα 5: Κωδικός
Για ΚΩΔΙΚΟ επισκεφτείτε το GitHub