Kuvittele, kuinka kiva olisi, jos näet talosi tai kaupallisen huoneistosi energiankulutuksen istumassa missä päin maailmaa tahansa. Eikö se kuulosta siistiltä? Se esittelee älykkään mittauksen käsitteen. Joten mikä on älykäs mittari? - Älykäs mittari on elektroninen laite, joka on kehittymässä 15 vuoden kuluttua ja joka tallentaa sähkön kulutuksen ja antaa tietoja sähkön toimittajalle laskutusta varten kuten muutkin normaalit sähkömittarit.
Paraskevakos sai Yhdysvaltain patentin tälle tekniikalle vuonna 1974. Hän käynnisti Metretekin, joka kehitti ja tuotti ensimmäisen täysin automatisoidun, kaupallisesti saatavan mittarinluku- ja kuormanhallintajärjestelmän ilman internetyhteyttä vuonna 1977. Missä maissa on älykkäät mittarit? - Käyttöönotto valmistuu Italiassa, Suomessa ja Ruotsissa. Käyttöönotto on suunnitteilla tai käynnissä joissakin Euroopan maissa. Vuonna 2020 noin 17 Euroopan maata on ottanut käyttöön älykkäät mittarit.
Mitä älykkäät energiamittarit vaativat?
- Nopea, vankka langaton ja langallinen viestintä.
- Reaaliaikainen tai lähellä tapahtuvaa sähkönkäytön ja mahdollisesti paikallisesti tuotetun sähkön rekisteröinti esimerkiksi aurinkosähkökennojen tapauksessa.
- Virtamuuntajien, shunttien tai muiden antureiden tarkka virran ja jännitteen mittaus.
- Turvallisuus magneettista ja mekaanista väärentämistä vastaan
Kuvaus
Koska annettu malli käyttää laitteistoa, joka toimii suoraan vaihtovirtalähteestä; on parempi, jos ammattilaiset, jotka ovat saaneet asianmukaisen teknisen koulutuksen, käyttävät laitteistoa, jos haluat toteuttaa sen. Tässä mallissa käytetään Texas Instruments CC3200MOD ja MSP430i2040 viestinnän ja sähköisen mittauksen kehitysalustana. TI Design TIDM-3OUTSMTSTRP: stä mittaustietolähteenä lisätään CC3200MOD: lla suunniteltu viestintäkortti Wi-Fi-tiedonsiirtoa varten. Mittaustiedot voidaan sitten lukea ja releä voidaan ohjata selaimen avulla.
Piirikaavio
MSP430i2040 - 16-bittinen sekoitettu signaalimikrokontrolleri
MSP430i2040 käytetään tässä suunnittelussa metrologisena prosessorina. Sen neljä 24-bittistä sigma-delta-analogia-digitaalimuunninta (ADC) mahdollistavat tarkat energiamittaukset, jotka tarjoavat kolmen AC-pistorasian jännitteen, virran, tehon (aktiivinen, reaktiivinen, näennäinen), tehokertoimen ja taajuuden lukemisen. MSP430i2040 vaatii vain muutaman passiivisen ulkoisen komponentin, jotta ne voidaan liittää suoraan jännitteenjakajaan ja virta-shuntiin jännitteen ja virran mittaamiseksi.
CC3200 - yksinkertainen linkki Wi-Fi CC3200 Internet-on-a-Chip -langaton MCU-moduuli
CC3200MOD: ta käytetään tässä suunnittelussa Wi-Fi-ohjaimena, joka integroi ARM® Cortex ™ -M4 MCU: n, jolloin asiakkaat voivat kehittää kokonaisen sovelluksen yhdellä laitteella. Piirissä olevan Wi-Fi: n, Internetin ja vankkojen suojausprotokollien ansiosta nopeampi kehitys ei edellytä aikaisempaa Wi-Fi-kokemusta.
UCC28910, UCC28911 Suurjännitekytkinkytkin
Vakiojännitteen (CV) ja vakiovirran (CC) lähtöohjauksessa ilman optista liitintä on lämpösammutus, matalan linjan ja ulostulon ylijännitesuoja.
ULN2003LV 7-kanavainen rele ja induktiivinen kuorman nieluohjain
Siinä on 7-kanavaiset suurvirtaiset nieluajurit ja tukee jopa 8 V: n ulostulojännitettä.
Älykkään mittarin suunnittelu
1. Mittaus
Tämä malli käyttää MSP430i2040 metrologisena prosessorina. TI-muotoilua TIDM-3OUTSMTSTRP käytetään mittausosan alustana. Laitteistoa ja laiteohjelmistoa on hieman muokattu lisäämään releohjaus nollaan ylityksen.
2. Mittaustietojen käyttö
Tämä malli käyttää HTTP-Web-palvelinta CC3200-siirtotiedoissa MSP430i2040-mittauslaitteistosta. Tämä siirto sallii mittaustietojen käytön verkkoselaimella millä tahansa alustalla. HTTP-palvelin kuuntelee HTTP-liitäntää (oletusarvo on 80) ja käsittelee sitten pyynnön (HTTP GET tai HTTP POST) hakemalla verkkosivutiedostot sarjaportista. Palvelin kutsuu sitten HTTP-tapahtumankäsittelijää toimimaan muuttuvan sisällön kanssa. Sitten se muodostaa HTTP-vastauksen ja lähettää sen takaisin asiakkaalle Wi-Fi-linkin kautta.
3.Dynaamisten tietoerien käsittely
Jotta mittaustiedot voidaan lukea dynaamista sisältöä sisältävällä HTML-tiedostolla, HTTP-verkkopalvelin tukee joukkoa ennalta määritettyjä tunnuksia, jotka palvelin korvaa lennon aikana dynaamisesti luodulla sisällöllä. Jotkut tunnukset on määritetty ennalta HTTP-palvelimessa lisämerkkeillä, jotka voidaan määrittää käyttäjän sovelluksessa.
HTTP-palvelin etsii HTML-sivulta etuliitteen "__SL_G_". Jos palvelin löytää etuliitteen, se tarkistaa täydellisen tunnuksen. Kun se vastaa tunnettua tunnusta, se korvaa HTML-tunnuksen asianmukaisella tiedolla (merkkijono), joka vastaa kyseistä tunnusta. Jos tunnusta ei ole ennalta määritetyssä luettelossa, palvelin luo asynkronisen get_token_value -tapahtuman tunnuksen nimellä. Tämä pyyntö lopulta kutsuu main.c-kooditiedoston HTTP-tapahtumankäsittelijää. Tämän jälkeen käsittelijä tulkitsee tunnuksen ja vastaa tunnuksen arvoon send_token_value. HTTP-verkkopalvelin käyttää tätä tunnuksen arvoa ja palauttaa sen asiakkaalle. Jos haluat lähettää tietoja asiakkaalta HTTP-palvelimelle, palvelin tarkistaa etuliitteen "__SL_P_".Sitten palvelin käy läpi parametriluettelon ja tarkistaa jokaisen muuttujan nimen, onko se yhden tunnetun ennalta määritetyn tunnuksen kanssa. Jos muuttujien nimet vastaavat ennalta määritettyjä tunnuksia, palvelin käsittelee arvot. Jos HTTP-verkkopalvelin vastaanottaa HTTP POST -pyynnön, joka sisältää tunnuksia, jotka eivät kuulu ennalta määritettyyn luetteloon, palvelin luo isäntälle asynkronisen tapahtuman post_token_value tapahtuman, joka sisältää seuraavat tiedot: lomaketoiminnon nimi, tunnuksen nimi ja tunnuksen arvo. Isäntä voi sitten käsitellä vaaditut tiedot.tunnuksen nimi ja tunnuksen arvo. Isäntä voi sitten käsitellä vaaditut tiedot.tunnuksen nimi ja tunnuksen arvo. Isäntä voi sitten käsitellä vaaditut tiedot.
4. HTTP-tapahtumakäsittelijän toteutus
Dynaamisen datan helpottamiseksi käyttäjän määrittelemä tunnus on määritetty noudettavalle tietojoukolle:
Käy läpi Texas Instrumentsin Wi-Fi-linkki energiaa varten Valvontadokumentti - http://www.ti.com/tool/TIDC-WIFI-METER-READING saadaksesi yksityiskohtaisen selityksen tapahtumien käsittelystä, laitteistoyhteydestä ja ohjelmistotiedostojen lataamisesta, katso linkki yllä nimellä TIDC-WIFIMETER-READING. Ohjelmistotiedostot jaetaan itsepurkautuvalla suoritettavalla tiedostolla, joka asennetaan oletusarvoisesti käyttäjän työpöydän TIDCWIFI-METER-READING-SOFTWARE -ohjelmaan.
- Kun laitteisto on yhdistetty, lataa laiteohjelmisto vastaavaan laitteistoon.
- Kun yhteys on muodostettu, pääset ohjelmointiosaan. Aseta Wi-Fi-moduuli ohjelmointitilaan vaihtamalla Wi-Fi-moduulin SOP2 DIP -kytkin ON-asentoon.
- Kun olet ladannut laiteohjelmiston ja asentanut sen linkissä kuvatulla tavalla, olet valmis testaamaan.
Testaa asetukset
Testaa suunnittelu asettamalla laiteohjelmistoon ladattu laitteisto. Kytke sitten vaihtojännite jatkojohdon vaihtotuloon. TIDM-3OUTSMTSTRP: n LEDit syttyvät; myös Wi-Fin LED-valon pitäisi vilkkua. Aloita testaus käyttämällä älypuhelinta, tablettia tai tietokonetta, jossa on Wi-Fi. Etsi SSID "mysimplelink-XXXXXX" (jossa "XXXXXX" on kuusinumeroinen heksadesimaaliluku) ja muodosta yhteys siihen. Käynnistä selain ja kirjoita URL-osoite "mysimplelink.net". Pääsivulle ilmestyy mittarin nimi vasemmassa yläkulmassa (joka on "MSP430i2040 3 SOCKET POWER STRI"). Napsauta sitten "Lukeminen" nähdäksesi yksityiskohdat.
Älykkään mittauksen mahdollisista eduista ei ole epäilystäkään. Älykkäät mittarit ovat välttämättömiä kaikille markkinaosapuolille:
- mittausyrityksille laskemaan mittarin lukukustannuksia;
- verkko-operaattoreille, jotka haluavat valmistaa verkon tulevaisuutta varten;
- energiantoimittajille, jotka haluavat ottaa käyttöön uusia asiakkaiden tekemiä palveluja ja alentaa puhelinkeskuksen kustannuksia;
- hallitusten on saavutettava energiansäästö- ja energiatehokkuustavoitteet ja parannettava freemarket-prosesseja;
- loppukäyttäjille lisätä tietoisuutta energiasta ja vähentää energian käyttöä ja energiakustannuksia.
Älykkään mittauksen käyttöönotto näyttää myös loogiselta askeleelta maailmassa, jossa kaikki viestintä on digitalisoitua ja standardoitua (Internet, sähköposti, tekstiviestit, chat-laatikot jne.) Ja jossa digitaalisen älykkyyden kustannukset laskevat edelleen nopeasti. Älykkäiden mittareiden vaikutukset terveyteen eivät ole vaarallisia monien virkamiesten mukaan. Vaikka tutkimus jatkuu, koska kaikkialla maailmassa ihmiset ilmoittavat langattomasta, vaikuttaa heidän terveyteensä.
Älykkäät mittarit ovat erittäin tarkkoja, ja sähkölaskujen hallinnan parantaminen saa meidät sellaisiksi.
kirjailijasta
Priyanka Umrani työskentelee analogisen ulkoasun suunnitteluinsinöörinä Intian Texas Instrumentsissa