Draadloze energiemeter met belastingsregeling - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

INVOERING

Youtube-kanaal::::

Dit project is gebaseerd op Atmel's Atmega16 Microcontroller als het belangrijkste brein voor berekeningen.

NRF24L01+ Draadloze communicatiemodule wordt gebruikt voor de draadloze gegevensoverdracht.

Vandaag hebben we honderden en duizenden energiemeters geïnstalleerd in een appartementencomplex, winkelcentrum, school, universiteit, hostels en nog veel meer. Het probleem ontstaat wanneer de meter door een medewerker wordt uitgelezen om de rekening per Energiemeter te berekenen. Het vereist veel mankracht en kosten.

Hier heb ik een eenvoudig project bedacht dat mankracht en kosten bespaart door automatisch de energietelling van meerdere energiemeters naar de host of serviceprovider te verzenden.

Ik heb de gegevens van de Three Energy-meter gehaald en de gegevens naar de ontvanger gestuurd, die de belasting en het totale verbruik per meter heeft berekend.

Als de belasting het toegestane niveau overschrijdt, gaat er een zoemer af.

Gegevens worden opgeslagen aan de kant van de afzender, zodat er geen gegevensverlies optreedt als de ontvanger wordt uitgeschakeld of de verbinding wordt verbroken.

Hier is de werkvideo.

Verschillende componenten zijn:

• Energiemeter X 3
• NRF24L01X2
• Atmega16 X 2
• Optocoupler X 3

Stap 1: Energiemeter instellen

1. Open eerst de Energiemeter

2. Knip gewoon de kathode-aansluiting van de cal-LED af

3. Soldeer 2 draden aan de 2 uiteinden van de LED.

4. Sluit de kathode van de LED aan op Pin1 van de Opto-coupler (MCT2E) en het andere uiteinde van de LED op Pin2 van de Opto-coupler

5. Sluit pin 4 van de opto-coupler aan op een zwarte draad en Pin5 op de bruine draad. Sluit de zwarte draad aan op de aarde van de printplaat voor de projecten Prepaid energiemeter of Auto meteruitlezing projecten. De bruine draad is de pulsuitgang.

6. Sluit de voeding aan en laad deze volgens deze afbeelding.

Stap 2: Basisalgoritme voor berekening

Hier is de meter gekoppeld aan de microcontroller via de puls die altijd op de meter knippert. Verder wordt die puls berekend volgens de knipperperiode, met behulp van dit principe hebben we het voor één eenheid berekend en dienovereenkomstig welke lading voor een eenheid zal zijn.

Na 0,3125 watt energieverbruik gaat de meter LED (kalibreren) knipperen. Betekent dat als we een lamp van 100 watt een minuut gebruiken, de puls 5,3 keer per minuut knippert. En dit kan worden berekend met behulp van de gegeven formule.

Puls = (Pulssnelheid van Meter* watt * 60) / (1000 * 3600)

Als de hartslag van de meter 3200 imp is en het gebruikte watt 100 is, dan hebben we:

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

Puls = 5.333333333 per minuut

Als er in een minuut 5.3333333333 pulsen zijn opgetreden, zullen er binnen een uur pulsen optreden.

Puls = 5.3333333333* 60 Puls = ~320 ~320 Puls zullen binnen een uur plaatsvinden

Dus in een uur verbruikte 100 watt lamp 100 watt elektriciteit en bijna 320 pulsen knipperen.

Nu kunnen we één puls elektriciteit berekenen die wordt verbruikt in watt

Eén puls (watt) = 100\320

Eén puls (watt) = 0,3125

Betekent dat 0,3125 watt elektriciteit een enkele puls verbruikte.

Nu Eenheden Eenheid = (één puls energie (elektriciteit))* pulsen / 1000

Als één puls = 0,3125 watt pulsen in 10 uur = 3200

Dan is de eenheid Eenheid = (0,3125 * 3200)/1000 Eenheid = 1 betekent, een eenheid in 10 uur voor een lamp van 100 watt.

Stel nu dat een eenheidstarief 7 roepie is, dan zijn de kosten voor een enkele puls:

Kosten enkele puls = (7 * verbruikte energie van één puls) / 1000

Kosten enkele puls = (7 * 0,3125) / 1000

Kosten enkele puls = 0,0021875 roepie

Stap 3: Nrf24L01 (met dank aan

Bestudeer deze link

De nRF24L01-module is een geweldige RF-module die werkt op de 2, 4 GHz-band en perfect is voor draadloze communicatie in een huis omdat hij zelfs door dikke betonnen muren heen gaat. De nRF24L01 doet al het harde programmeren voor je en heeft zelfs een functie om automatisch te controleren of de verzonden gegevens aan de andere kant worden ontvangen. Er zijn een aantal verschillende versies van de nRF-familiechips en ze lijken allemaal in een dezelfde manier. Ik heb bijvoorbeeld zonder problemen de nRF905 (433MHz) module gebruikt met vrijwel dezelfde code als op de nRF24L01 en de nRF24L01+. Deze kleine modules hebben een indrukwekkend bereik, met sommige versies die tot 1000 m (vrij zicht) communicatie beheren en tot 2000 m met een biquad-antenne.

nRF24L01 versus nRF24L01+

De (+)-versie is de nieuwe bijgewerkte versie van de chip en ondersteunt een datasnelheid van 1 Mbps, 2 Mbps en een "lange afstandsmodus" van 250 kbps, wat erg handig is als u de uitzendlengte wilt verlengen. De oudere nRF24L01 (die ik in mijn vorige berichten heb gebruikt) ondersteunen alleen een datasnelheid van 1 Mbps of 2 Mbps. Beide modellen zijn compatibel met elkaar, zolang ze maar op dezelfde datasnelheid zijn ingesteld. Omdat ze allebei ongeveer hetzelfde kosten (bijna niets) zou ik je aanraden om de +-versie te kopen!

Deel één - SetupVerschillende aansluitingenDe nRF24L01-module heeft 10 connectoren en de +-versie heeft 8. Het verschil is dat de +-versie in plaats van twee 3, 3 V en twee GND zijn aarde heeft (die met een wit vierkant eromheen) en 3, 3 V voeding, naast elkaar. Als u van module verandert van een nieuwe + versie naar een oude, vergeet dan niet om de GND-kabel naar de juiste plaats te verplaatsen, anders wordt uw circuit korter. Hier is een afbeelding van de + versie (bovenaanzicht), waar u kunt alle gelabelde verbindingen zien. De oude versie heeft twee GND-aansluitingen helemaal bovenaan in plaats van in de rechter benedenhoek.

Voeding (GND & VCC) De module moet gevoed worden met 3, 3 V en kan niet gevoed worden door een 5 V voeding! Omdat het heel weinig stroom kost, gebruik ik een lineaire regelaar om de spanning te verlagen naar 3, 3 V. Om het ons een beetje gemakkelijker te maken, kan de chip 5 V op de i/O-poorten aan, wat leuk is omdat het zou het is lastig om alle i/O-kabels van de AVR-chip af te regelen. Chip Enable (CE) wordt gebruikt wanneer de gegevens (zender) moeten worden verzonden of gegevens moeten worden ontvangen (ontvanger). De CE-pin is verbonden met een ongebruikte i/O-poort op de AVR en is ingesteld als uitvoer (stel bit in op één in het DDx-register waarbij x de poortletter is.) Atmega88: PB1, ATtiny26: PA0, ATtiny85: PB3SPI Chip Select (CSN)Ook bekend als "Ship selecteer niet". De CSN-pin wordt ook aangesloten op een ongebruikte i/O-poort op de AVR en ingesteld op output. De CSN-pin wordt altijd hoog gehouden, behalve wanneer een SPI-opdracht van de AVR naar de nRF moet worden verzonden. Atmega88: PB2, ATtiny26: PA1, ATtiny85: PB4SPI Clock (SCK) Dit is de seriële klok. De SCK wordt aangesloten op de SCK-pin op de AVR. Atmega88: PB5, ATtiny26: PB2, ATtiny85: PB2SPI Master-uitgang Slave-ingang (MOSI of MO) Dit is de datalijn in het SPI-systeem. Als uw AVR-chip SPI-overdracht ondersteunt net als de Atmega88 wordt dit ook aangesloten op MOSI op de AVR en wordt het ingesteld als uitvoer. voldoet aan de Serial Peripheral Interface (SPI) modus 0 en 1, maar heeft niet de slave select (SS) pin-functionaliteit. Deze functie kan echter indien nodig in software worden geïmplementeerd" De "SS" waarnaar wordt verwezen is hetzelfde als "CSN" En na wat onderzoek vond ik deze blog die me veel hielp. Om de USI naar SPI aan de gang te krijgen, kwam ik erachter dat ik de MOSI-pin van de nRF moest verbinden met de MISO-pin op de AVR en deze als output moest instellen. Atmega88: PB3, ATtiny26: PB1, ATtiny85: PB1SPI Master-ingang Slave-uitgang (MISO of MI) Dit is de datalijn in het SPI-systeem. Als uw AVR chip ondersteunt SPI-overdracht zoals de Atmega88, deze maakt verbinding met MISO op de AVR en deze blijft als invoer. Om het werkend te krijgen op de ATtiny26 en ATtiny85, moest ik USI gebruiken zoals hierboven vermeld. Dit werkte alleen toen ik de MISO-pin op de nRF verbond met de MOSI-pin op de AVR en deze als invoer instelde en interne pullup inschakelde. Atmega88: PB4, ATtiny26: PB0, ATtiny85: PB0Interrupt Request (IRQ) De IRQ-pin is niet nodig, maar een geweldige manier om te weten wanneer er iets met de nRF is gebeurd. u kunt de nRF bijvoorbeeld vertellen om de IRQ hoog in te stellen wanneer een pakket wordt ontvangen of wanneer een succesvolle verzending is voltooid. Erg handig! Als uw AVR meer dan 8 pinnen heeft en een beschikbare interrupt-pin, raad ik u ten zeerste aan om de IRQ hierop aan te sluiten en een interruptverzoek in te stellen. Atmega88: PD2, ATtiny26: PB6, ATtiny85: -

Stap 4: Basis aansluitschema

Dit aansluitschema is een schema

Stap 5: Coderen

Ga voor CODE naar GitHub