Đồng hồ đo năng lượng không dây với kiểm soát tải: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

GIỚI THIỆU

Kênh Youtube::::

Dự án này dựa trên Vi điều khiển Atmega16 của Atmel làm bộ não chính để tính toán.

NRF24L01 + Mô-đun giao tiếp không dây được sử dụng để truyền dữ liệu Không dây.

Ngày nay, chúng tôi có hàng trăm và hàng nghìn Đồng hồ đo năng lượng được lắp đặt trong Khu phức hợp Căn hộ, Trung tâm Mua sắm, Trường học, Trường Đại học, Ký túc xá và nhiều hơn nữa. Vấn đề nảy sinh khi đồng hồ được đọc bởi một nhân viên để tính toán hóa đơn cho mỗi Đồng hồ năng lượng. Nó đòi hỏi nhiều nhân lực và chi phí.

Ở đây tôi đã đưa ra một dự án đơn giản sẽ tiết kiệm nhân lực và chi phí bằng cách tự động truyền số lượng Năng lượng của nhiều đồng hồ Năng lượng đến Máy chủ hoặc nhà cung cấp Dịch vụ.

Tôi đã lấy dữ liệu của anh ấy từ đồng hồ Three Energy và truyền Dữ liệu đến bộ thu, tính toán tải và tổng mức tiêu thụ trên mỗi mét.

Nếu tải vượt quá mức cho phép thì bắt đầu có còi.

Dữ liệu được lưu ở phía người gửi để không mất dữ liệu nếu máy thu bị tắt hoặc mất kết nối.

Đây là Video làm việc.

Các thành phần khác nhau là:

• Đồng hồ năng lượng X 3
• NRF24L01 X 2
• Atmega16 X 2
• Optocoupler X 3

Bước 1: Thiết lập đồng hồ đo năng lượng

1. Mở đồng hồ đo Năng lượng trước

2. Chỉ cần cắt đầu cuối Cathode của đèn LED Cal

3. Hàn 2 đầu dây vào 2 đầu đèn LED.

4. Kết nối Cathode của LED với Pin1 của Opto-coupler (MCT2E) và đầu kia của LED với Pin2 của Opto-coupler

5. Kết nối chân 4 của bộ ghép quang với dây Đen và Chân 5 với dây nâu. Kết nối dây Đen với mặt đất của bảng mạch cho các dự án Đồng hồ đo năng lượng trả trước hoặc Các dự án đọc đồng hồ tự động. Dây Brown là đầu ra xung.

6. Kết nối nguồn điện và tải như trong hình này.

Bước 2: Algo cơ bản để tính toán

Tại đây đồng hồ được giao tiếp với vi điều khiển thông qua xung luôn nhấp nháy trên đồng hồ. Hơn nữa, xung đó được tính theo chu kỳ nhấp nháy của nó, sử dụng nguyên tắc này, chúng tôi tính toán nó cho một đơn vị và theo đó điện tích sẽ là bao nhiêu cho một đơn vị.

Sau 0,3125 watt năng lượng sử dụng Đèn LED đồng hồ (hiệu chỉnh) nhấp nháy. Có nghĩa là nếu chúng ta sử dụng bóng đèn 100 watt trong một phút thì xung sẽ nhấp nháy 5,3 lần trong một phút. Và điều này có thể được tính toán bằng cách sử dụng công thức nhất định.

Pulse = (Tốc độ xung của Meter * watt * 60) / (1000 * 3600)

Nếu tốc độ xung của đồng hồ là 3200 lần hiển thị và số watt được sử dụng là 100 thì chúng ta có

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

Xung = 5.333333333 mỗi phút

Nếu 5,3333333333 xung xảy ra trong một phút thì Trong một giờ xung sẽ xảy ra..

Xung = 5.3333333333 * 60 Xung = ~ 320 ~ 320 Xung sẽ xảy ra trong một giờ

Vì vậy, trong một giờ bóng đèn 100 watt tiêu thụ 100 watt điện và gần 320 xung nhấp nháy.

Bây giờ chúng ta có thể tính toán một xung điện tiêu thụ theo watt

Một xung (watt) = 100 / 320

Một xung (watt) = 0,3125

Có nghĩa là 0,3125 watt điện tiêu thụ một xung duy nhất.

Hiện tại Đơn vị Đơn vị = (năng lượng một xung (điện)) * xung / 1000

Nếu một xung = 0,3125 watt Xung trong 10 giờ = 3200

Khi đó Đơn vị sẽ là Đơn vị = (0,3125 * 3200) / 1000 Đơn vị = 1 Phương tiện, Một đơn vị trong 10 giờ cho bóng đèn 100 watt.

Bây giờ Giả sử một tỷ lệ đơn vị là 7 rupee thì Đối với một xung đơn chi phí sẽ là

Chi phí xung đơn = (7 * năng lượng một xung tiêu thụ) / 1000

Chi phí xung đơn = (7 * 0,3125) / 1000

Chi phí xung đơn = 0,0021875 Rupee

Bước 3: Nrf24L01 (Ghi có vào

Nghiên cứu liên kết này

Mô-đun nRF24L01 là một mô-đun RF tuyệt vời hoạt động trên băng tần 2, 4 GHz và hoàn hảo cho giao tiếp không dây trong nhà vì nó sẽ xuyên qua cả những bức tường bê tông dày. NRF24L01 thực hiện tất cả các công việc lập trình khó khăn trước mắt bạn và thậm chí còn có chức năng tự động kiểm tra xem dữ liệu đã truyền có được nhận ở đầu kia hay không. cách giống nhau. Ví dụ, tôi đã sử dụng mô-đun nRF905 (433MHz) với hầu hết các mã giống như tôi sử dụng trên nRF24L01 và nRF24L01 + mà không gặp bất kỳ sự cố nào. Các mô-đun nhỏ này có phạm vi hoạt động ấn tượng, với một số phiên bản có thể quản lý liên lạc lên đến 1000 m (tầm nhìn miễn phí) và lên đến 2000 m với ăng-ten biquad.

nRF24L01 so với nRF24L01 +

Phiên bản (+) là phiên bản cập nhật mới của chip và hỗ trợ tốc độ dữ liệu 1 Mbps, 2 Mbps và "chế độ khoảng cách dài" 250 kbps, rất hữu ích khi bạn muốn kéo dài thời lượng phát sóng. NRF24L01 cũ hơn (mà tôi đã sử dụng trong các bài viết trước của mình) chỉ hỗ trợ tốc độ dữ liệu 1 Mbps hoặc 2 Mbps. Cả hai kiểu máy đều tương thích với nhau, miễn là chúng được đặt ở cùng tốc độ dữ liệu. Vì cả hai đều có giá tương đương nhau (gần như không có gì) nên tôi khuyên bạn nên mua phiên bản +!

Phần một - Sự khác biệt về thiết lập Kết nối Mô-đun nRF24L01 có 10 đầu nối và phiên bản + có 8. Sự khác biệt là phiên bản + thay vì có hai 3, 3 V và hai GND, có mặt đất (một với một hình vuông màu trắng xung quanh nó) và Cung 3, 3 V, cạnh nhau. Nếu thay đổi mô-đun từ phiên bản + mới sang phiên bản cũ, hãy nhớ di chuyển cáp GND đến đúng vị trí, nếu không nó sẽ làm ngắn mạch của bạn. Đây là hình ảnh của phiên bản + (nhìn từ trên xuống), tại đây bạn có thể thấy tất cả các kết nối được gắn nhãn. Phiên bản cũ có hai kết nối GND ở trên cùng thay vì ở góc dưới bên phải.

Nguồn điện (GND & VCC) Mô-đun phải được cấp nguồn 3, 3 V và không thể được cấp nguồn bằng nguồn 5 V! Vì nó mất rất ít dòng điện nên tôi sử dụng bộ điều chỉnh tuyến tính để giảm điện áp xuống 3, 3 V. Để làm cho mọi thứ dễ dàng hơn một chút cho chúng tôi, chip có thể xử lý 5 V trên các cổng i / O, điều này thật tuyệt vì nó sẽ Thật khó để điều chỉnh tất cả các cáp i / O từ chip AVR. Chip Enable (CE) được sử dụng khi gửi dữ liệu (máy phát) hoặc bắt đầu nhận dữ liệu (máy thu). Cổng i / O trên AVR và được đặt làm đầu ra (đặt bit thành một trong thanh ghi DDx với x là ký tự cổng.) Atmega88: PB1, ATtiny26: PA0, ATtiny85: PB3SPI Chip Select (CSN) Còn được gọi là "Ship chọn không”. Chân CSN cũng được kết nối với bất kỳ cổng i / O nào không sử dụng trên AVR và được đặt thành đầu ra. Chân CSN luôn được giữ ở mức cao ngoại trừ thời điểm gửi lệnh SPI từ AVR tới nRF. Atmega88: PB2, ATtiny26: PA1, ATtiny85: PB4SPI Clock (SCK) Đây là đồng hồ nối tiếp. SCK kết nối với chân SCK trên AVR. giống như Atmega88, điều này cũng kết nối với MOSI trên AVR và được đặt làm đầu ra. Trên AVR thiếu SPI, như ATtiny26 và ATtiny85, chúng đi kèm với USI thay thế và biểu dữ liệu có nội dung: "Chế độ USI Three-wire là tuân thủ chế độ 0 và 1 của Giao diện ngoại vi nối tiếp (SPI), nhưng không có chức năng chân chọn nô lệ (SS). Tuy nhiên, tính năng này có thể được triển khai trong phần mềm nếu cần "" SS "được tham chiếu giống như" CSN " Và sau một số nghiên cứu, tôi đã tìm thấy blog này đã giúp tôi phân bổ. Để thiết lập và chạy USI cho SPI, tôi phát hiện ra rằng tôi phải kết nối chân MOSI từ nRF với chân MISO trên AVR và đặt nó làm đầu ra.: PB3, ATtiny26: PB1, ATtiny85: PB1SPI Đầu vào chính Đầu ra nô lệ (MISO hoặc MI) Đây là đường dữ liệu trong hệ thống SPI. Nếu AVR của bạn chip này hỗ trợ SPI-transfere như Atmega88, cái này kết nối với MISO trên AVR và cái này sẽ ở lại như một đầu vào. Để làm cho nó hoạt động trên ATtiny26 và ATtiny85, tôi đã phải sử dụng USI như đã đề cập ở trên. Điều này chỉ hoạt động khi tôi kết nối chân MISO trên nRF với chân MOSI trên AVR và đặt nó làm đầu vào và bật pullup nội bộ., nhưng là một cách tuyệt vời để biết khi nào có điều gì đó đã xảy ra với nRF. ví dụ, bạn có thể yêu cầu nRF đặt mức cao IRQ khi gói được nhận hoặc khi quá trình truyền thành công được hoàn tất. Rất hữu ích! Nếu AVR của bạn có nhiều hơn 8 chân và một chân ngắt khả dụng, tôi thực sự khuyên bạn nên kết nối IRQ với chân đó và thiết lập một yêu cầu ngắt. Atmega88: PD2, ATtiny26: PB6, ATtiny85: -

Bước 4: Sơ đồ kết nối cơ bản

Sơ đồ kết nối này là một sơ đồ

Bước 5: Mã

Để biết CODE, hãy truy cập GitHub