Draadlose energiemeter met lasbeheer: 5 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

INLEIDING

Youtube -kanaal::::

Hierdie projek is gebaseer op Atmel se Atmega16 -mikrobeheerder as die hoofbrein vir berekening.

NRF24L01+ Draadlose kommunikasiemodule word gebruik vir die draadlose data -oordrag.

Vandag het ons honderde en duisende energiemeters geïnstalleer in 'n woonstelkompleks, winkelsentrum, skool, universiteit, koshuise en nog vele meer. Die probleem ontstaan wanneer 'n werknemer die meter lees om die rekening per energiemeter te bereken. Dit verg baie mannekrag en koste.

Hier het ek 'n eenvoudige projek opgestel wat mannekrag en koste bespaar deur die energietelling van veelvuldige energiemeters outomaties aan die gasheer- of diensverskaffer te stuur.

Ek het die data van die Three Energy -meter geneem en die data na die ontvanger gestuur, wat die las en die totale verbruik per meter bereken het.

As die las die toelaatbare vlak oorskry, begin 'n zoemer.

Data word in die sender se kant gestoor, sodat geen dataverlies ontstaan as die ontvanger afgeskakel word of die verbinding verbreek word nie.

Hier is die werkvideo.

Verskillende komponente is:

• Energiemeter X 3
• NRF24L01 X 2
• Atmega16 X 2
• Optokoppelaar X 3

Stap 1: Opstelling van energiemeter

1. Maak eers die energiemeter oop

2. Sny net die katode -aansluiting van die Cal LED

3. Soldeer 2 drade aan die 2 ente van die LED.

4. Koppel die katode van die LED aan die Pin1 van die Opto-koppelaar (MCT2E) en die ander kant van die LED met die Pin2 van die Opto-koppelaar

5. Koppel pen 4 van die optokoppelaar aan 'n swart draad en pen5 aan die bruin draad. Koppel die swart draad aan die onderkant van die printplaat vir die projekte Prepaid energy meter or Auto meter reading projects. Die bruin draad dra die polsuitset.

6. Koppel die kragtoevoer en laai volgens hierdie prent.

Stap 2: Basiese berekening

Hier word die meter met die mikrokontroleerder gekoppel deur die pols wat altyd op die meter knip. Verder word die pols bereken volgens sy knippertydperk, met behulp van hierdie beginsel het ons dit bereken vir een eenheid en gevolglik watter lading vir 'n eenheid sal wees.

Na 0.3125 watt energie gebruik Meter LED (kalibreer) knipper. Dit beteken dat as ons 'n minuut 100 watt gloeilamp gebruik, dan sal die pols 5,3 keer in 'n minuut knip. En dit kan bereken word met behulp van die gegewe formule.

Puls = (polsslag van meter * watt * 60) / (1000 * 3600)

As die polsslag van die meter 3200 imp is en die watt wat gebruik word 100 is, dan het ons

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

Puls = 5.333333333 per minuut

As 5.3333333333 pulse binne 'n minuut plaasgevind het, sal daar binne een uur pulse voorkom.

Pulse = 5.3333333333* 60 Pulse = ~ 320 ~ 320 Pulse sal binne 'n uur plaasvind

Dus, in 'n uur verbruik die 100 watt gloeilamp 100 watt elektrisiteit en byna 320 pulse knip.

Nou kan ons een puls -elektrisiteit wat in watt verbruik word, bereken

Een pols (watt) = 100 / 320

Een pols (watt) = 0,3125

Beteken 0,3125 watt elektrisiteit wat 'n enkele pols verbruik het.

Nou Eenhede Eenheid = (een puls energie (elektrisiteit))* pulse / 1000

As een puls = 0,3125 watt Pulse in 10 uur = 3200

Dan sal Eenheid Eenheid = (0.3125 * 3200)/1000 Eenheid = 1 Middel wees, Een eenheid in 10 uur vir 'n gloeilamp van 100 watt.

Veronderstel nou dat een eenheidstarief 7 roepies is, dan is die koste vir 'n enkele pols

Enkelpuls koste = (7 * een puls energie verbruik) / 1000

Enkelpulsprys = (7 * 0,3125) / 1000

Enkelpuls -koste = 0.0021875 Roepies

Stap 3: Nrf24L01 (krediet aan

Bestudeer hierdie skakel

Die nRF24L01 -module is 'n wonderlike RF -module wat werk op die 2,4 GHz -band en is perfek vir draadlose kommunikasie in 'n huis omdat dit selfs dik betonmure sal binnedring. Die nRF24L01 doen al die harde programmering voor u, en het selfs 'n funksie om outomaties te kontroleer of die gestuurde data aan die ander kant ontvang word. soortgelyke manier. Ek het byvoorbeeld die nRF905 (433MHz) module met dieselfde kode gebruik as ek op die nRF24L01 en die nRF24L01+ sonder probleme. Hierdie klein modules het 'n indrukwekkende omvang, met 'n paar weergawes wat tot 1000 m (vry sig) kommunikasie bestuur en tot 2000 m met 'n biquad -antenna.

nRF24L01 versus nRF24L01+

Die (+) weergawe is die nuwe opgedateerde weergawe van die chip en ondersteun datatempo van 1 Mbps, 2 Mbps en 'n 'langafstandmodus' van 250 kbps, wat baie handig is as u die uitsaailengte wil verleng. Die ouer nRF24L01 (wat ek in my vorige plasings gebruik het) ondersteun slegs 1 Mbps of 2 Mbps data rate. Both die modelle is verenigbaar met mekaar, solank hulle op dieselfde datatempo ingestel is. Aangesien hulle altwee ongeveer dieselfde kos (byna niks), sou ek u aanbeveel om die + weergawe te koop!

Deel een - Opstelling Verbindingsverskille Die nRF24L01 module het 10 verbindings en die + weergawe het 8. Die verskil is dat die + weergawe in plaas van twee 3, 3 V en twee GND sy grond het (die een met 'n wit vierkant om) en 3, 3 V -toevoer, langs mekaar. As u die module verander van 'n nuwe + weergawe na 'n ou, moet u nie vergeet om die GND -kabel na die regte plek te skuif nie, anders sal dit u stroombaan verkort. Hier is 'n foto van die + weergawe (bo -aansig), waar u kan al die verbindings gemerk sien. Die ou weergawe het twee GND -verbindings heel bo in plaas van regs onder.

Kragtoevoer (GND & VCC) Die module moet gevoed word met 3, 3 V en kan nie deur 'n 5 V -kragtoevoer aangedryf word nie! Aangesien dit baie min stroom benodig, gebruik ek 'n lineêre reguleerder om die spanning tot 3, 3 V. te laat daal. dit is 'n pyn om al die i/O-kabels van die AVR-chip af te reguleer. Chip Enable (CE) word gebruik om die data (sender) te stuur of data (ontvanger) te ontvang. Die CE-pen is gekoppel aan enige ongebruikte i/O -poort op die AVR en word gestel as uitset (stel bietjie na een in die DDx -register waar x die poortletter is.) Atmega88: PB1, ATtiny26: PA0, ATtiny85: PB3SPI Chip Select (CSN) Ook bekend as "Ship" kies nie ". Die CSN-pen is ook gekoppel aan enige ongebruikte i/O-poort op die AVR en is ingestel op uitvoer. Die CSN-pen word te alle tye hoog gehou, behalwe wanneer 'n SPI-opdrag van die AVR na die nRF gestuur moet word. Atmega88: PB2, ATtiny26: PA1, ATtiny85: PB4SPI-klok (SCK) Dit is die seriële klok. Die SCK maak verbinding met die SCK-pen op die AVR. Atmega88: PB5, ATtiny26: PB2, ATtiny85: PB2SPI Hoofuitset Slawe-invoer (MOSI of MO) Dit is die datalyn in die SPI-stelsel. As u AVR-chip SPI-oordrag ondersteun soos die Atmega88, sluit dit ook aan op MOSI op die AVR en word dit as uitvoer gestel. Op AVR's wat geen SPI het nie, soos ATtiny26 en ATtiny85, kom dit eerder met USI, en die datablad sê: "The USI Three-wire mode is voldoen aan die Serial Peripheral Interface (SPI) -modus 0 en 1, maar beskik nie oor die slaafselekteer (SS) pen -funksie nie. Hierdie funksie kan egter in sagteware geïmplementeer word indien nodig "Die" SS "waarna verwys word, is dieselfde as" CSN " En na 'n bietjie navorsing het ek hierdie blog gevind wat my gehelp het om die USI aan die gang te kry, en ek het uitgevind dat ek die MOSI -pen van die nRF aan die MISO -pen op die AVR moet koppel en dit as output moet instellen.: PB3, ATtiny26: PB1, ATtiny85: PB1SPI Hoofinvoer Slave -uitset (MISO of MI) Dit is die data -lyn in die SPI -stelsel. chip ondersteun SPI-oordrag soos die Atmega88, dit maak verbinding met MISO op die AVR en hierdie bly as 'n inset. Om dit op die ATtiny26 en ATtiny85 te laat werk, moes ek USI gebruik soos hierbo genoem. Dit werk slegs toe ek die MISO -pen op die nRF aan die MOSI -pen op die AVR koppel en dit as invoer stel en interne pullup aktiveer. Atmega88: PB4, ATtiny26: PB0, ATtiny85: PB0 Interrupt Request (IRQ) Die IRQ -pen is nie nodig nie, maar 'n uitstekende manier om te weet wanneer iets met die nRF gebeur het. u kan byvoorbeeld vir die nRF sê om die IRQ hoog te stel wanneer 'n pakket ontvang word, of as 'n suksesvolle oordrag voltooi is. Baie handig! As u AVR meer as 8 penne en 'n beskikbare onderbrekingspen het, sal ek u sterk aanbeveel om die IRQ aan te sluit en 'n onderbrekingsversoek op te stel. Atmega88: PD2, ATtiny26: PB6, ATtiny85: -

Stap 4: Basiese verbindingsdiagram

Hierdie verbindingsdiagram is 'n skematiese voorstelling

Stap 5: Kode

Besoek GitHub https://github.com/arnabdasbwn vir KODE