Įsivaizduokite, kaip būtų puiku, jei matytumėte savo namo ar bet kurio komercinio buto energijos suvartojimą, sėdintį bet kurioje pasaulio vietoje. Ar neskamba kietai? Taip pristatoma išmaniojo matavimo koncepcija. Taigi, kas yra išmanusis skaitiklis? - Išmanusis skaitiklis yra elektroninis prietaisas, kuris populiarėja nuo 15 metų ir kuriame registruojamas elektros energijos suvartojimas ir pateikiama informacija apie elektros energijos tiekėją atsiskaitymui, kaip ir kitiems įprastiems elektros skaitikliams.
Paraskevakosui buvo suteiktas JAV patentas už šią technologiją 1974 m. Jis pradėjo „Metretek“, kuris sukūrė ir pagamino pirmąją visiškai automatizuotą, komerciškai prieinamą nuotolinių skaitiklių skaitymo ir apkrovos valdymo sistemą be interneto ryšio 1977 m. Kurios šalys turi išmaniuosius skaitiklius? - Išleidimas baigtas Italijoje, Suomijoje, Švedijoje. Planuojama pradėti vykdyti kai kurias Europos šalis. Maždaug 2020 m. 17 Europos šalių įdiegs išmaniuosius skaitiklius.
Ko reikalauja išmanieji energijos skaitikliai?
- Spartus, tvirtas belaidis ir laidinis ryšys.
- Realaus laiko arba beveik laiku registruojama elektros energija ir galbūt vietoje pagaminta elektros energija, pvz., Fotovoltinių elementų atveju.
- Tikslus srovės transformatorių, šuntų ar kitų jutiklių srovės ir įtampos matavimas.
- Apsauga nuo magnetinio ir mechaninio klastojimo
apibūdinimas
Kadangi pateiktame projekte naudojama aparatūra, tiesiogiai maitinama iš kintamosios srovės maitinimo šaltinio; geriau, jei specialistai, gavę atitinkamą techninį mokymą, turėtų valdyti aparatinę įrangą, jei norite ją įdiegti. Šis dizainas naudoja „Texas Instruments CC3200MOD“ ir „MSP430i2040“ kaip atitinkamai komunikacijos ir elektros apskaitos kūrimo platformą. Pradedant TI Design TIDM-3OUTSMTSTRP kaip matavimo duomenų šaltiniu, „Wi-Fi“ ryšiui pridedama ryšio plokštė, sukurta naudojant CC3200MOD. Tada matavimo duomenis galima nuskaityti, o relę valdyti naudojant naršyklę.
Grandinės schema
MSP430i2040 - 16 bitų mišrus signalo mikrovaldiklis
MSP430i2040 šiame dizaine naudojamas kaip metrologijos procesorius. Jo keturi 24 bitų sigma-delta analoginiai į skaitmeninius keitiklius (ADC) leidžia tiksliai matuoti energiją, pateikiant trijų kintamosios srovės lizdų įtampos, srovės, galios (aktyviosios, reaktyviosios, regimosios), galios koeficiento ir dažnio nuskaitymą. MSP430i2040 reikalingi tik keli pasyvūs išoriniai komponentai, kad būtų galima sąsaja tiesiai su įtampos dalikliu ir srovės šuntu, kad būtų galima matuoti įtampą ir srovę.
CC3200 - paprastas ryšys „Wi-Fi CC3200 Internet-on-a-Chip“ belaidis MCU modulis
CC3200MOD šiame dizaine naudojamas kaip „Wi-Fi“ valdiklis, integruojantis „ARM® Cortex ™ -M4 MCU“, leidžiantis klientams sukurti visą programą vienu įrenginiu. Naudojant lustą turintį „Wi-Fi“, internetą ir patikimus saugos protokolus, norint greitesnio vystymosi nereikia išankstinio „Wi-Fi“ patyrimo.
UCC28910, UCC28911 aukštos įtampos perjungimo perjungiklis
Pastovios įtampos (CV) ir pastovios srovės (CC) išvesties reguliavimas be optinės jungties, turi terminį išjungimą, žemos linijos ir išėjimo viršįtampio apsaugą.
ULN2003LV 7 kanalų relė ir indukcinė kriauklės tvarkyklė
Jis turi 7 kanalų didelės srovės kriauklių tvarkykles ir palaiko iki 8 V išėjimo įtampą.
Išmaniojo matuoklio dizainas
1. Matavimas
Šis dizainas naudoja MSP430i2040 kaip metrologijos procesorių. TI dizainas TIDM-3OUTSMTSTRP naudojamas kaip matavimo dalies platforma. Aparatinė ir programinė aparatinė įranga yra šiek tiek modifikuoti, kad būtų pridėtas relės valdymas, įjungtas iki nulio kirtimo.
2. Duomenų prieigos matavimas
Šis dizainas naudoja HTTP žiniatinklio serverį CC3200 duomenų perdavimui iš MSP430i2040 matavimo aparatūros. Šis perdavimas leidžia pasiekti apskaitos duomenis naudojant bet kurios platformos žiniatinklio naršyklę. HTTP serveris klausosi HTTP lizdo (pagal numatytuosius nustatymus yra 80), tada tvarko užklausą (HTTP GET arba HTTP POST), nuskaitydamas tinklalapio failus iš nuosekliosios „Flash“. Tada serveris iškviečia HTTP įvykių tvarkytuvą, kad veiktų kintamo turinio. Tada jis sukuria HTTP atsakymą ir siunčia atgal klientui per „Wi-Fi“ nuorodą.
3. Dinaminių duomenų elementų tvarkymas
Kad matavimo duomenis būtų galima nuskaityti naudojant HTML failą su dinamišku turiniu, HTTP žiniatinklio serveris palaiko iš anksto nustatytų žetonų rinkinį, kurį serveris keisdamas pakeis dinamiškai sugeneruotu turiniu. Kai kurie prieigos raktai iš anksto apibrėžti HTTP serveryje su papildomais tokenais, kuriuos galima apibrėžti vartotojo programoje.
HTTP serveris HTML puslapyje nuskaito prefiksą „__SL_G_“. Jei serveris randa priešdėlį, jis patikrina visą prieigos raktą. Kai jis sutampa su žinomuoju prieigos raktu, jis pakeičia HTML prieigos raktą atitinkamais duomenimis (eilute), atitinkančiu tą prieigos raktą. Jei prieigos rakto nėra iš anksto nustatytame sąraše, serveris sukuria asinchroninį „get_token_value“ įvykį su prieigos rakto pavadinimu. Ši užklausa galiausiai iškviečia HTTP įvykių apdorotoją, esantį „main.c“ kodo faile. Tada tvarkytojas interpretuoja prieigos raktą ir atsako į prieigos raktą su send_token_value. HTTP žiniatinklio serveris naudoja šią žetono vertę ir grąžina ją klientui. Norėdamas siųsti duomenis iš kliento į HTTP serverį, serveris patikrins priešdėlį „__SL_P_“.Tada serveris peržiūri parametrų sąrašą ir patikrina kiekvieno kintamojo vardą, ar jis atitinka vieną iš žinomų iš anksto nustatytų žetonų. Jei kintamųjų pavadinimai atitinka iš anksto nustatytus prieigos raktus, serveris apdoroja reikšmes. Jei HTTP žiniatinklio serveris gauna HTTP POST užklausą, kurioje yra žetonų, kurie nėra iš anksto nustatytame sąraše, serveris generuoja pagrindinį kompiuterį asinchroninį įvykį post_token_value, kuriame yra ši informacija: formos veiksmo pavadinimas, žetono pavadinimas ir žetono vertė. Tada pagrindinis kompiuteris gali apdoroti reikiamą informaciją.žetono pavadinimas ir žetono vertė. Tada pagrindinis kompiuteris gali apdoroti reikiamą informaciją.žetono pavadinimas ir žetono vertė. Tada pagrindinis kompiuteris gali apdoroti reikiamą informaciją.
4. HTTP įvykių tvarkytuvo įdiegimas
Siekiant palengvinti dinaminius duomenis, nustatomas vartotojo nustatomas prieigos raktas duomenų rinkiniui, kurį reikia gauti:
Peržiūrėkite Teksaso prietaisų „Wi-Fi“ saitą, kad gautumėte energijos. Stebėjimo dokumentas - http://www.ti.com/tool/TIDC-WIFI-METER-READING, kad gautumėte išsamų paaiškinimą apie įvykių tvarkymą, aparatūros prijungimą ir atsisiųstumėte programinės įrangos failus, žr. aukščiau esančią nuorodą su pavadinimu TIDC-WIFIMETER-READING. Programinės įrangos failai platinami naudojant savaime išsiskiriantį vykdomąjį failą, kurį numatoma įdiegti į TIDCWIFI-METER-READING-SOFTWARE vartotojo darbalaukyje.
- Prijungę aparatinę įrangą, atsisiųskite aparatinę įrangą į atitinkamą aparatinę įrangą.
- Kai ryšys bus baigtas, pasieksite programavimo dalį. Nustatykite „Wi-Fi“ modulį į programavimo režimą, perjungdami „Wi-Fi“ modulio SOP2 DIP jungiklį į padėtį ON.
- Įkėlę aparatinę programinę įrangą ir ją nustatę, kaip aprašyta nuorodoje, esate pasirengę išbandyti.
Patikrinkite sąranką
Norėdami išbandyti dizainą, nustatykite aparatinę įrangą, pakrautą su firmware. Tada prijunkite kintamosios srovės įtampą į maitinimo lizdo kintamosios srovės įvestį. Užsidegs TIDM-3OUTSMTSTRP šviesos diodai; „Wi-Fi“ lemputė taip pat turėtų mirksėti. Norėdami pradėti testuoti, naudokite išmanųjį telefoną, planšetinį kompiuterį ar asmeninį kompiuterį su „Wi-Fi“. Ieškokite SSID „mysimplelink-XXXXXX“ (kur „XXXXXX“ yra šešiaženklis šešioliktainis skaičius) ir prisijunkite prie jo. Paleiskite naršyklę ir įveskite URL „mysimplelink.net“. Pagrindinis puslapis bus rodomas su skaitiklio pavadinimu viršutiniame kairiajame kampe (tai yra „MSP430i2040 3 SOCKET POWER STRI“). Tada spustelėkite „Skaitymas“, kad pamatytumėte išsamią informaciją.
Nėra jokių abejonių dėl galimos pažangiosios apskaitos naudos. Išmanieji skaitikliai yra būtini visoms rinkos šalims:
- matavimo įmonėms sumažinti skaitiklio rodmenų sąnaudas;
- tinklų operatoriams, norintiems parengti savo tinklą ateičiai;
- energijos tiekėjams, norintiems pristatyti naujas kliento teikiamas paslaugas ir sumažinti skambučių centro išlaidas;
- vyriausybėms pasiekti energijos taupymo ir efektyvumo tikslus ir tobulinti laisvosios rinkos procesus;
- galutiniams vartotojams didinti supratimą apie energiją ir sumažinti energijos naudojimą ir energijos sąnaudas.
Pažangiosios apskaitos įvedimas taip pat atrodo logiškas žingsnis pasaulyje, kur visa komunikacija yra skaitmenizuota ir standartizuota (internetas, el. Paštas, SMS, pokalbių dėžutės ir kt.) Ir kur „skaitmeninio intelekto“ kaina vis dar sparčiai mažėja. Daugelio pareigūnų teigimu, išmaniųjų skaitiklių poveikis sveikatai nėra pavojingas. Nors tyrimai vyksta, nes visame pasaulyje žmonės praneša, kad belaidis ryšys veikia jų sveikatą.
Išmanieji skaitikliai yra labai tikslūs ir geriau kontroliuodami sąskaitas už elektrą galime juos turėti.
apie autorių
Priyanka Umrani dirba „Analog Layout“ dizaino inžinieriumi kartu su „Texas Instruments“, Indija