Μετρητής ενέργειας: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Προσοχή - Δεν είμαστε υπεύθυνοι για τυχόν λάθος εμφάνιση κατά την αναπαραγωγή αυτού του έργου από κανέναν

Μετρητής ενέργειας χρησιμοποιώντας XMC1100 και TLI 4970 & μονάδα Wi-Fi NodeMcu (ESP8266)

Ο μετρητής ενέργειας είναι ως εφαρμογή των TLI4970 (Current Sensor) και XMC 2Go και είναι μια συσκευή plug and play σε οποιαδήποτε ηλεκτρική πρίζα με τροφοδοτικό AC

Σε αυτήν την εφαρμογή, ο μετρητής ενέργειας έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά

• Εμφανίζει ισχύ, ενέργεια που καταναλώνουν οι συσκευές και εκτίμηση του λογαριασμού που μπορεί να προκύψει.
• Απομακρυσμένη παρακολούθηση της ενέργειας των οικιακών συσκευών.

Η τροφοδοσία ρεύματος από το δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος αντλείται και περνά μέσω μιας ασφάλειας για την αποφυγή τυχόν ζημιάς στην πλακέτα κυκλώματος κατά τη διάρκεια του τυχαίου βραχυκυκλώματος.

Στη συνέχεια, η γραμμή τροφοδοσίας AC κατανέμεται σε δύο μέρη:

1. Στο φορτίο μέσω του τρέχοντος αισθητήρα (TLI4970).

2. Μονάδα τροφοδοσίας 230V AC/5V DC.

Ο αισθητήρας ρεύματος μετρά την ποσότητα ρεύματος που διέρχεται από ένα φορτίο και στέλνει δεδομένα SPI 16-bit (τρέχουσα τιμή 13-bit) στο XMC 2Go στο οποίο πραγματοποιείται βαθμονόμηση ενέργειας, ισχύος και λογαριασμού.

Το XMC 2Go στέλνει τα δεδομένα στο σύννεφο (Thingspeak) χρησιμοποιώντας το Nodemcu και εμφανίζεται επίσης σε OLED.

Για την ενεργοποίηση των συσκευών, ο μετατροπέας Buck χρησιμοποιείται για την υποχώρηση 230v AC σε 5v DC

Βήμα 1: Εξαρτήματα/υλικό και εργαλεία που χρησιμοποιούνται

• Tli4970:
• Ο TLI4970 είναι ένας αισθητήρας ρεύματος υψηλής ακρίβειας που βασίζεται στην αποδεδειγμένη τεχνολογία Hall της Infineon. Εύρος μέτρησης AC & DC έως ± 50A και έξοδος SPI 16bit (τρέχουσα τιμή 13 bit). Είναι μια εύχρηστη, πλήρως ψηφιακή λύση που δεν απαιτεί εξωτερική βαθμονόμηση ή πρόσθετα μέρη όπως μετατροπείς A/D, 0 pAmps ή τάση αναφοράς.

Έχει μια έτοιμη προς χρήση βιβλιοθήκη Arduino.

Βρείτε το φύλλο δεδομένων της παραλλαγής TLI4970 εδώ.

• XMC2Go:
• Το XMC 2Go Kit με το XMC1100 είναι ίσως το μικρότερο, πλήρως εξοπλισμένο σετ αξιολόγησης μικροελεγκτών στον κόσμο-XMC1100 (βασισμένο στο ARM® Cortex ™ -M0)-Ενσωματωμένο J-Link Lite Debugger (Πραγματοποιήθηκε με μικροελεγκτή XMC4200)-Ισχύς μέσω USB (Micro USB) - ESD και προστασία αντίστροφου ρεύματος - 2 x LED χρήστη - Κεφαλίδα καρφιτσών 2x8 Καρφίτσες κατάλληλες για Breadboard.
• Μπορεί να προγραμματιστεί χρησιμοποιώντας το Arduino IDE. Σύνδεσμος
• Το εγχειρίδιο χρήσης μπορείτε να το βρείτε εδώ.
• NodeMCU:
• Πίνακας Wi-Fi για περισσότερες πληροφορίες σύνδεσμος
• AC-DC Διπλή έξοδος:
• Κατεβαίνει 220V Ac σε 5v DC. Σύνδεσμος
• Oled I2C οθόνη:
• Σύνδεσμος
• Πρωτότυπος πίνακας:
• Σύνδεσμος
• 5 σε 1 Extension Box:
• Σύνδεσμος

Ηλεκτρικά καλώδια

• Εργαλεία που χρησιμοποιούνται-
• Μικρό κατσαβίδι επίπεδης κεφαλής
• Συγκολλητικό σίδερο, πλεξούδα αποκόλλησης
• Συρματοκόπτης
• Dremal ή παρόμοιο εργαλείο

Βήμα 2: Εγκαταστήστε το Arduino και κάντε το έτοιμο για τη σύνταξη των παραδειγμάτων

• Εγκαταστήστε το Arduino IDE. Σύνδεσμος
• Εγκαταστήστε το πακέτο πλακέτας Infineon για να μεταγλωττίσετε τον παράδειγμα κώδικα.
• Ακολουθήστε το βήμα εγκατάστασης ένα προς ένα. Σύνδεσμος
• Εγκαταστήστε το πακέτο της πλακέτας για το ESP8266.
• Ακολουθήστε τα βήματα εγκατάστασης ένα προς ένα. Σύνδεσμος

Εγκαταστήστε τις επιπλέον βιβλιοθήκες που απαιτούνται για τη μεταγλώττιση του παραδείγματος κώδικα-

1. TLI4970
2. Οθόνη OLED

Σημείωση:- Μπορείτε είτε να κατεβάσετε το zip και να το προσθέσετε στο Arduino IDE προσθέτοντας αρχείο.zip (αν δεν το γνωρίζετε, ακολουθήστε τα βήματα που δίνονται στον αισθητήρα TLI4970 lib στο αρχείο readme), αλλιώς μπορείτε να εγκαταστήσετε και τις δύο βιβλιοθήκες από τον διαχειριστή βιβλιοθηκών στο IDE.

Βήμα 3: Διάγραμμα σύνδεσης

Η σύνδεση έχει ως εξής:

XMC 2Go ----> Tli4970

Vss ------- GND

Vdd ---------> 3.3V

P0_6 --------> MISO

P0_8 -------> SCK

P0_9 -------> CS

XMC 2Go -----> Nodemcu

Vss ----------> GND

Vdd ----------> 3.3

VP2_0 ------> D6

Nodemcu - OLED

GND --------> GND

3.3V ---------> 3.3V

D1 ------------> SCK

D2 ------------> SDA

Βήμα 4: Ρύθμιση του ThingSpeak για οπτικοποίηση των δεδομένων

• Δημιουργήστε έναν λογαριασμό στο ThingSpeak
• Δημιουργήστε ένα κανάλι στο λογαριασμό ThingSpeak
• Πάρτε τα διαπιστευτήρια του ThingSpeak Channel και Write API Key και ενημερώστε τις λεπτομέρειες στο μυστικό αρχείο που υπάρχει μαζί με το αρχείο.ino που πρόκειται να αναβοσβήνει στο NodeMCU.

Βήμα 5: Τελικά βήματα

Αναβοσβήνετε τον κώδικα που δίνεται στο αρχείο rar μετά την αντικατάσταση του pins_ardiuno που παρέχεται στο πακέτο.

Σημείωση: Αντιγράψτε το pins_arduino.h και αντικαταστήστε το με το pins_arduino.h που υπάρχει στη διαδρομή C: / Users \…. / AppData / Local / Arduino15 / πακέτα / Infineon / hardware / arm / 1.4.0 / variants / XMC1100 / config / XMC1100_XMC2GO / pins_arduino.h

Σημείωση: Από τον μετατροπέα buck λάβετε έξοδο 5V και ενεργοποιήστε τόσο το XMC2Go όσο και το NodeMcu.

Βήμα 6: Διάγραμμα ροής & σύνδεση κυκλώματος

Αναβοσβήνετε τον κωδικό ελέγξτε τις συνδέσεις, ο μετρητής ενέργειας είναι έτοιμος να υπολογίσει την κατανάλωση ισχύος από οποιαδήποτε συσκευή είναι συνδεδεμένη στον μετρητή ενέργειας.

Σε αυτό το έργο λαμβάνεται σανίδα με ασφάλεια που αυξάνει την τιμή αυτού του έργου κατασκευαστή, αυτό θα μπορούσε επίσης να γίνει χρησιμοποιώντας μόνο μια πρίζα στην οποία θα μπορούσε να συνδεθεί το φορτίο. Αλλά εάν χρησιμοποιείτε μία πρίζα χωρίς ασφάλεια, κάντε διπλή προστασία ενώ χειρίζεστε το τροφοδοτικό AC.