Trådløs energimåler med lastkontroll: 5 trinn

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-23 15:02

INTRODUKSJON

Youtube -kanal::::

Dette prosjektet er basert på Atmels Atmega16 mikrokontroller som hovedhjerne for beregning.

NRF24L01+ Trådløs kommunikasjonsmodul brukes til trådløs dataoverføring.

I dag har vi hundrevis og tusenvis av energimålere installert i et leilighetskompleks, kjøpesenter, skole, universitet, herberger og mye mer. Problemet oppstår når måler leses av en ansatt for å beregne regningen per energimåler. Det krever mye arbeidskraft og kostnader.

Her har jeg kommet opp med et enkelt prosjekt som vil spare arbeidskraft og kostnader ved automatisk å overføre energitellingen til flere energimålere til Host or Service -leverandøren.

Jeg har hentet data fra Three Energy -måleren og overført dataene til mottakeren, som beregnet belastningen og det totale forbruket per meter.

Hvis lasten overskrider det tillatte nivået, starter en summer.

Data lagres på avsenders side, slik at det ikke oppstår tap av data hvis mottakeren slås av eller tilkoblingen går tapt.

Her er arbeidsvideoen.

Ulike komponenter er:

• Energimåler X 3
• NRF24L01 X 2
• Atmega16 X 2
• Optokobler X 3

Trinn 1: Oppsett av energimåler

1. Åpne energimåleren først

2. Bare kutt katodeterminalen på Cal LED

3. Lodd 2 ledninger på de 2 endene av LED -en.

4. Koble katoden til LED-en til Pin1 på Opto-koblingen (MCT2E) og den andre enden av LED-en til Pin2 på Opto-coupleren

5. Koble pin 4 på optokobleren til en svart ledning og Pin5 til den brune ledningen. Koble den svarte ledningen til bakken på kretskortet for prosjektene Forhåndsbetalte energimålere eller Auto måleravlesningsprosjekter. Den brune ledningen bærer pulsutgangen.

6. Koble til strømforsyningen og belastningen i henhold til dette bildet.

Trinn 2: Basic Algo for Calculation

Her er måleren koblet til mikrokontroller gjennom pulsen som alltid blinker på måleren. Videre beregnes pulsen i henhold til dens blinkende periode, ved hjelp av dette prinsippet beregnet vi den for en enhet og følgelig hvilken kostnad som vil være for en enhet.

Etter at 0,3125 watt energi bruker måler LED (kalibrer) blinker. Betyr at hvis vi bruker 100 watt pære i et minutt, vil pulsen blinke 5,3 ganger i minuttet. Og dette kan beregnes ved hjelp av gitt formel.

Puls = (Pulsfrekvens på meter * watt * 60) / (1000 * 3600)

Hvis pulsfrekvensen på meteren er 3200 imp og watt brukt er 100 så har vi

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

Puls = 5.333333333 per minutt

Hvis det oppstod 5.3333333333 pulser i løpet av et minutt, vil det på en time oppstå pulser.

Puls = 5.3333333333* 60 Puls = ~ 320 ~ 320 Pulser vil forekomme om en time

Så på en time brukte 100 watt pære 100 watt strøm og nesten 320 pulser blinker.

Nå kan vi beregne en puls elektrisitet som forbrukes i watt

En puls (watt) = 100 / 320

En puls (watt) = 0,3125

Betyr 0,3125 watt strøm forbrukte en enkelt puls.

Nå Enhet Enhet = (en puls energi (elektrisitet))* pulser / 1000

Hvis en puls = 0,3125 watt Pulser på 10 timer = 3200

Da vil Enhet være Enhet = (0,3125 * 3200)/1000 Enhet = 1 Middel, En enhet på 10 timer for en 100 watt pære.

Anta at en enhetspris er 7 rupier, og for en enkelt puls vil kostnaden være

Enkeltpulskostnad = (7 * forbruk en puls energi) / 1000

Enkeltpuls kostnad = (7 * 0,3125) / 1000

Kostnad for én puls = 0,0021875 Rupier

Trinn 3: Nrf24L01 (Kreditt til

Studer denne lenken

NRF24L01 -modulen er en fantastisk RF -modul som fungerer på 2,4 GHz -båndet og er perfekt for trådløs kommunikasjon i et hus fordi den vil trenge gjennom selv tykke betongvegger. NRF24L01 gjør all hard programmering foran deg, og har til og med en funksjon for å automatisk sjekke om de overførte dataene mottas i den andre enden. Det er et par forskjellige versjoner av nRF-familiebrikkene, og de ser alle ut til å fungere i en lignende måte. Jeg har for eksempel brukt nRF905 (433MHz) modulen med omtrent den samme koden som jeg bruker på nRF24L01 og nRF24L01+ uten problemer. Disse små modulene har en imponerende rekkevidde, med noen versjoner som klarer opptil 1000 m (fritt syn) kommunikasjon og opptil 2000 m med en biquad -antenne.

nRF24L01 kontra nRF24L01+

(+) Versjonen er den nye oppdaterte versjonen av brikken og støtter datahastighet på 1 Mbps, 2 Mbps og en "langdistansemodus" på 250 kbps, noe som er veldig nyttig når du vil forlenge sendelengden. Den eldre nRF24L01 (som jeg har brukt i mine tidligere innlegg) støtter bare 1 Mbps eller 2 Mbps datahastighet. Begge modellene er kompatible med hverandre, så lenge de er satt til samme datahastighet. Siden de begge koster omtrent det samme (nesten ingenting) vil jeg anbefale deg å kjøpe + -versjonen!

Del én - Oppsett Tilkoblingsforskjeller nRF24L01 -modulen har 10 kontakter og + -versjonen har 8. Forskjellen er at + -versjonen i stedet for å ha to 3, 3 V og to GND, har bakken (den med en hvit firkant rundt) og 3, 3 V forsyning, ved siden av hverandre. Hvis du bytter modul fra en ny + versjon til en gammel, må du huske å flytte GND -kabelen til riktig sted, ellers vil den forkorte kretsen. Her er et bilde av + -versjonen (ovenfra), hvor du kan se alle tilkoblingene merket. Den gamle versjonen har to GND -tilkoblinger helt øverst i stedet for i nedre høyre hjørne.

Strømforsyning (GND & VCC) Modulen må drives med 3, 3 V og kan ikke drives av en 5 V strømforsyning! Siden det tar veldig lite strøm bruker jeg en lineær regulator for å senke spenningen til 3, 3 V. For å gjøre ting litt lettere for oss, kan brikken håndtere 5 V på i/O -portene, noe som er fint siden det ville være en smerte å regulere ned alle i/O-kablene fra AVR-brikken. Chip Enable (CE) brukes når du enten skal sende dataene (senderen) eller begynne å motta data (mottaker). CE-pinnen er koblet til en hvilken som helst ubrukt i/O -port på AVR og er satt som utgang (sett bit til en i DDx -registeret der x er portbokstaven.) Atmega88: PB1, ATtiny26: PA0, ATtiny85: PB3SPI Chip Select (CSN) Også kjent som "Ship velg ikke ". CSN-pinnen er også koblet til en ubrukt i/O-port på AVR og satt til utgang. CSN-pinnen holdes høy hele tiden bortsett fra når en SPI-kommando skal sendes fra AVR til nRF. Atmega88: PB2, ATtiny26: PA1, ATtiny85: PB4SPI Clock (SCK) Dette er serieklokken. SCK kobles til SCK-pinnen på AVR. Atmega88: PB5, ATtiny26: PB2, ATtiny85: PB2SPI Master output Slave input (MOSI eller MO) Dette er datalinjen i SPI-systemet. Hvis AVR-brikken din støtter SPI-overføring som Atmega88, kobles dette til MOSI på AVR også og er satt som utgang. På AVR-er som mangler SPI, som ATtiny26 og ATtiny85 kommer de med USI i stedet, og databladet sier: "The USI Three-wire mode is kompatibel med Serial Peripheral Interface (SPI) -modus 0 og 1, men har ikke slave select (SS) pin -funksjonalitet. Imidlertid kan denne funksjonen implementeres i programvare om nødvendig "" "" SS "referert til er det samme som" CSN " Og etter litt undersøkelser fant jeg denne bloggen som hjalp meg med å tildele. For å få USI til SPI i gang fant jeg ut at jeg måtte koble MOSI -pinnen fra nRF til MISO -pinnen på AVR og sette den som output. Atmega88: PB3, ATtiny26: PB1, ATtiny85: PB1SPI Master input Slave output (MISO eller MI) Dette er datalinjen i SPI -systemet. chip støtter SPI-overføring som Atmega88, denne kobles til MISO på AVR, og denne forblir som en inngang. For å få den til å fungere på ATtiny26 og ATtiny85, måtte jeg bruke USI som nevnt ovenfor. Dette virket bare da jeg koblet MISO -pinnen på nRF til MOSI -pinnen på AVR og satte den som inngang og aktiverte intern pullup. Atmega88: PB4, ATtiny26: PB0, ATtiny85: PB0 Avbruddsforespørsel (IRQ) IRQ -pinnen er ikke nødvendig, men en flott måte å vite når noe har skjedd med NRF. du kan for eksempel be nRF om å sette høy IRQ når en pakke mottas, eller når en vellykket overføring er fullført. Veldig nyttig! Hvis AVR -en din har mer enn 8 pins og en tilgjengelig interrupt -pin, vil jeg sterkt foreslå at du kobler IRQ til den og setter opp en avbruddsforespørsel. Atmega88: PD2, ATtiny26: PB6, ATtiny85: -

Trinn 4: Grunnleggende tilkoblingsdiagram

Dette tilkoblingsdiagrammet er en skjematisk

Trinn 5: Kode

For KODE Besøk GitHub