Bezvadu enerģijas skaitītājs ar slodzes kontroli: 5 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

IEVADS

Youtube kanāls::::

Šis projekts ir balstīts uz Atmela mikrokontrolleri Atmega16 kā galveno aprēķinu smadzenēm.

Bezvadu datu pārraidei tiek izmantots NRF24L01+ bezvadu sakaru modulis.

Šodien mums ir simtiem un tūkstošiem enerģijas skaitītāju, kas uzstādīti dzīvokļu kompleksā, iepirkšanās centrā, skolā, universitātē, hosteļos un daudz ko citu. Problēma rodas, kad darbinieks nolasa skaitītāju, lai aprēķinātu rēķinu par vienu enerģijas skaitītāju. Tas prasa daudz darbaspēka un izmaksu.

Šeit es esmu izdomājis vienkāršu projektu, kas ietaupīs darbaspēku un izmaksas, automātiski pārsūtot vairāku enerģijas skaitītāju enerģijas skaitli uzņēmējam vai pakalpojumu sniedzējam.

Esmu paņēmis datus no trīs enerģijas skaitītājiem un nosūtījis datus uztvērējam, kurš aprēķināja slodzi un kopējo patēriņu uz metru.

Ja slodze pārsniedz pieļaujamo līmeni, atskan skaņas signāls.

Dati tiek saglabāti sūtītāja pusē, tāpēc, ja uztvērējs ir izslēgts vai savienojums tiek zaudēts, netiek zaudēti dati.

Šeit ir darba video.

Dažādas sastāvdaļas ir:

• Enerģijas skaitītājs X 3
• NRF24L01 X 2
• Atmega16 X 2
• Optoelementi X 3

1. darbība: enerģijas skaitītāja iestatīšana

1. Vispirms atveriet enerģijas skaitītāju

2. Vienkārši nogrieziet Cal LED katoda spaili

3. Lodējiet 2 vadus gaismas diodes 2 galos.

4. Savienojiet gaismas diodes katodu ar opto-savienotāja (MCT2E) tapu 1 un otru gaismas diodes galu ar opto-savienotāja tapu 2.

5. Pievienojiet opto savienotāja tapu 4 ar melnu vadu un tapu 5 ar brūno vadu. Pievienojiet melno vadu shēmas plates zemei projektiem Priekšapmaksas enerģijas skaitītājs vai Automātiskie skaitītāju nolasīšanas projekti. Brūnais vads nodrošina impulsa izvadi.

6. Pievienojiet strāvas padevi un slodzi, kā parādīts šajā attēlā.

2. solis: pamata aprēķini

Šeit skaitītājs ir savienots ar mikrokontrolleru caur impulsu, kas vienmēr mirgo uz skaitītāja. Turklāt šo impulsu aprēķina atbilstoši tā mirgošanas periodam, izmantojot šo principu, mēs to aprēķinājām vienai vienībai un attiecīgi - kāda maksa būs vienībai.

Pēc 0.3125 vatu enerģijas izmantošanas mirgo skaitītāja LED (kalibrēt). Tas nozīmē, ja mēs vienu minūti izmantojam 100 vatu spuldzi, tad minūtē pulss mirgos 5,3 reizes. Un to var aprēķināt, izmantojot norādīto formulu.

Pulss = (metru pulsa ātrums * vati * 60) / (1000 * 3600)

Ja skaitītāja pulss ir 3200 imp un izmantotais vats ir 100, tad mums ir

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

Pulss = 5,333333333 minūtē

Ja 5.3333333333 impulsi notika minūtē, tad vienas stundas laikā impulsi parādīsies.

Pulss = 5.3333333333* 60 Pulss = ~ 320 ~ 320 Impulsi notiks pēc stundas

Tātad vienas stundas laikā 100 vatu spuldze patērēja 100 vatu elektroenerģiju un mirgo gandrīz 320 impulsi.

Tagad mēs varam aprēķināt vienu impulsu elektroenerģiju, ko patērē vatos

Viens impulss (vati) = 100 / 320

Viens impulss (vati) = 0,3125

Nozīmē 0,3125 vati elektroenerģijas, kas patērēja vienu impulsu.

Tagad vienības vienība = (viena impulsa enerģija (elektrība))* impulsi / 1000

Ja viens impulss = 0,3125 vati Impulsi 10 stundu laikā = 3200

Tad vienība būs vienība = (0,3125 * 3200)/1000 vienība = 1 līdzekļi, viena vienība 10 stundu laikā 100 vatu spuldzei.

Tagad Pieņemsim, ka viena vienības likme ir 7 rūpijas, tad par vienu impulsu izmaksas būs

Viena impulsa izmaksas = (7 * viena patērētā impulsa enerģija) / 1000

Viena impulsa izmaksas = (7 * 0,3125) / 1000

Viena impulsa izmaksas = 0,0021875 rūpija

3. darbība: Nrf24L01 (kredīts vietnei

Izpētiet šo saiti

Modulis nRF24L01 ir satriecošs RF modulis, kas darbojas 2, 4 GHz joslā un ir lieliski piemērots bezvadu sakariem mājā, jo tas iekļūs pat biezās betona sienās. NRF24L01 veic visu sarežģīto programmēšanu, un jums pat ir funkcija, lai automātiski pārbaudītu, vai pārraidītie dati tiek saņemti otrā galā. Ir pāris dažādu nRF ģimenes mikroshēmu versiju, un šķiet, ka tās visas darbojas līdzīgā veidā. Piemēram, es bez problēmām izmantoju moduli nRF905 (433 MHz) ar gandrīz to pašu kodu, ko izmantoju nRF24L01 un nRF24L01+. Šiem mazajiem moduļiem ir iespaidīgs diapazons ar dažām versijām, kas pārvalda sakarus līdz 1000 m (brīva redzamība) un līdz 2000 m ar biquad antenu.

nRF24L01 pret nRF24L01+

(+) Versija ir jauna atjaunināta mikroshēmas versija un atbalsta datu pārraides ātrumu 1 Mbps, 2 Mbps un "tālsatiksmes režīmu" 250 kbps, kas ir ļoti noderīgi, ja vēlaties pagarināt apraides garumu. Vecākā nRF24L01 (ko esmu izmantojis savās iepriekšējās ziņās) atbalsta tikai 1 Mbps vai 2 Mbps datu pārraides ātrumu. Abi modeļi ir savstarpēji saderīgi, ja vien tiem ir iestatīts vienāds datu pārraides ātrums. Tā kā tie abi maksā aptuveni vienādi (gandrīz neko), es ieteiktu jums iegādāties + versiju!

Pirmā daļa - iestatīšana Savienojuma atšķirības Modulim nRF24L01 ir 10 savienotāji, bet + versijai - 8. Atšķirība ir tāda, ka versijai +, nevis diviem 3, 3 V un diviem GND, ir pamatojums (tai, kurai apkārt ir balts kvadrāts) un 3, 3 V barošana, blakus. Ja maināt moduli no jaunas + versijas uz veco, noteikti neaizmirstiet pārvietot GND kabeli pareizajā vietā, pretējā gadījumā tas saīsinās jūsu ķēdi. Šeit ir + versijas attēls (skats no augšas), kur jūs varat redzēt visus savienojumus ar marķējumu. Vecajai versijai ir divi GND savienojumi augšpusē, nevis labajā apakšējā stūrī.

Barošanas avots (GND & VCC) Modulim jābūt barotam ar 3, 3 V, un to nevar darbināt ar 5 V barošanas avotu! Tā kā tas aizņem ļoti maz strāvas, es izmantoju lineāru regulatoru, lai samazinātu spriegumu līdz 3, 3 V. Lai mums kaut kas būtu vieglāk, mikroshēma var apstrādāt 5 V uz i/O portiem, kas ir jauki, jo tas būtu ir grūti noregulēt visus i/O kabeļus no AVR mikroshēmas. Chip Enable (CE) tiek izmantots, lai nosūtītu datus (raidītājs) vai sāktu saņemt datus (uztvērējs). CE-pin ir savienots ar jebkuru neizmantotu AVR i/O ports, un tas ir iestatīts kā izeja (iestatiet bitu uz vienu DDx reģistrā, kur x ir porta burts.) izvēlieties ne ". CSN-pin ir pievienots arī jebkuram neizmantotam AVR I/O portam un iestatīts uz izvadi. CSN spraudnis visu laiku tiek turēts augstu, izņemot gadījumus, kad SPR komanda jānosūta no AVR uz nRF. Atmega88: PB2, ATtiny26: PA1, ATtiny85: PB4SPI Clock (SCK) Šis ir sērijas pulkstenis. SCK savienojas ar AVR SCK tapu. Atmega88: PB5, ATtiny26: PB2, ATtiny85: PB2SPI galvenā izeja Slave ieeja (MOSI vai MO) Šī ir datu līnija SPI sistēmā. Ja jūsu AVR mikroshēma atbalsta SPI pārsūtīšanu tāpat kā Atmega88, tas arī savienojas ar MOSI uz AVR un tiek iestatīts kā izeja. AVR, kuriem trūkst SPI, piemēram, ATtiny26 un ATtiny85, tie ir aprīkoti ar USI, un datu lapā ir teikts: "USI trīsvadu režīms ir atbilst seriālās perifērās saskarnes (SPI) režīmiem 0 un 1, bet nav vergu atlases (SS) tapas funkcionalitātes. Tomēr šo funkciju var ieviest programmatūrā, ja nepieciešams. "SS", kas norādīts, ir tāds pats kā "CSN" Un pēc dažiem pētījumiem es atklāju šo emuāru, kas man palīdzēja piešķirt. Lai sāktu darboties USI uz SPI, es uzzināju, ka man ir jāpievieno MOSI tapa no nRF ar AVR MISO tapu un jāiestata tā kā izeja.: PB3, ATtiny26: PB1, ATtiny85: PB1SPI Galvenā ieeja Slave izeja (MISO vai MI) Šī ir datu līnija SPI sistēmā. Ja jūsu AVR mikroshēma atbalsta SPI pārnesēju, piemēram, Atmega88, tas savienojas ar MISO uz AVR, un šis paliek kā ieeja. Lai tas darbotos ar ATtiny26 un ATtiny85, man bija jāizmanto USI, kā minēts iepriekš. Tas darbojās tikai tad, kad es pievienoju nRF MISO tapu AVR MOSI tapai un iestatīju to kā ievadi un iespējoju iekšējo pullup. Atmega88: PB4, ATtiny26: PB0, ATtiny85: PB0 Pārtraukuma pieprasījums (IRQ) IRQ tapa nav nepieciešama, bet lielisks veids, kā zināt, kad kaut kas ir noticis ar nRF. piemēram, varat pateikt nRF iestatīt augstu IRQ, kad tiek saņemta pakete vai kad ir pabeigta veiksmīga pārraide. Ļoti noderīgi! Ja jūsu AVR ir vairāk nekā 8 tapas un ir pieejama pārtraukuma tapa, es ļoti ieteiktu jums pieslēgt IRQ un iestatīt pārtraukuma pieprasījumu. Atmega88: PD2, ATtiny26: PB6, ATtiny85: -

4. solis: Pamata savienojuma shēma

Šī savienojuma shēma ir shematiska

5. darbība: kods

Lai iegūtu kodu, apmeklējiet vietni GitHub