Sistem Pemantauan Energi Cerdas: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Di Kerala (India), konsumsi energi dipantau dan dihitung dengan kunjungan lapangan yang sering dilakukan oleh teknisi dari departemen listrik/energi untuk menghitung tarif energi yang merupakan tugas yang memakan waktu karena akan ada ribuan rumah di daerah tersebut. Tidak ada ketentuan untuk memeriksa atau menganalisis konsumsi energi individu rumah dalam periode waktu tertentu atau membuat laporan aliran energi di area tertentu. Ini bukan hanya kasus Kerala, tetapi di banyak tempat di dunia. Saya mengusulkan sistem pemantauan energi pintar dengan bantuan Arduino untuk memudahkan pemeriksaan, pemantauan, analisis, dan perhitungan tarif energi. Sistem dengan terus-menerus mengunggah data konsumsi energi (menggunakan ID pengguna unik) ke basis data cloud dengan bantuan konektivitas cloud perangkat. Ini juga akan memungkinkan pembuatan bagan dan laporan spesifik pengguna atau area tertentu untuk menganalisis konsumsi energi dan aliran energi dari setiap rumah atau wilayah.

Perlengkapan

1. Arduino Uno
2. Layar LCD
3. Sensor Arus (ACS712)

Langkah 1: Pendahuluan

Di Kerala (India), konsumsi energi dipantau dan dihitung dengan kunjungan lapangan yang sering dilakukan oleh teknisi dari departemen listrik/energi untuk menghitung tarif energi yang merupakan tugas yang memakan waktu karena akan ada ribuan rumah di daerah tersebut. Tidak ada ketentuan untuk memeriksa atau menganalisis konsumsi energi individu rumah dalam periode waktu tertentu atau membuat laporan aliran energi di area tertentu. Ini bukan hanya kasus Kerala, tetapi di banyak tempat di dunia.

Proyek ini melibatkan pengembangan sistem pemantauan energi pintar yang akan memudahkan pemeriksaan, pemantauan, analisis, dan perhitungan tarif energi. Sistem ini juga akan memungkinkan pembuatan bagan dan laporan spesifik pengguna atau area tertentu untuk menganalisis konsumsi energi dan aliran energi. Modul sistem yang akan diberikan kode pengguna unik untuk mengidentifikasi unit perumahan tertentu di mana konsumsi energi harus diukur. Konsumsi daya akan dipantau dengan bantuan sensor arus yang dihubungkan ke papan Arduino menggunakan koneksi Analog. Data konsumsi energi dan kode pengguna unik pengguna akan diunggah ke layanan cloud khusus secara real-time. Data dari cloud akan diakses dan dianalisis oleh departemen energi untuk menghitung konsumsi energi individu, menghasilkan grafik energi individu dan kolektif, menghasilkan laporan energi, dan untuk pemeriksaan energi terperinci. Modul tampilan LCD dapat diintegrasikan ke dalam sistem untuk menampilkan nilai pengukuran energi waktu nyata. Sistem akan bekerja secara independen jika sumber daya portabel seperti baterai sel kering atau baterai Li-Po terpasang.

Langkah 2: Alur Kerja

Fokus utama dari proyek ini adalah untuk mengoptimalkan dan mengurangi penggunaan konsumsi energi oleh pengguna. Ini tidak hanya mengurangi biaya energi secara keseluruhan tetapi juga akan menghemat energi.

Daya dari listrik AC ditarik dan dilewatkan melalui sensor arus yang terintegrasi ke dalam rangkaian rumah tangga. Arus AC yang melewati beban dirasakan oleh modul sensor arus (ACS712) dan data keluaran dari sensor diumpankan ke pin analog (A0) Arduino UNO. Setelah input analog diterima oleh Arduino, pengukuran daya/energi ada di dalam sketsa Arduino. Daya dan energi yang dihitung kemudian ditampilkan pada modul layar LCD. Dalam analisis rangkaian AC, tegangan dan arus bervariasi secara sinusoidal terhadap waktu.

Daya Nyata (P): Ini adalah daya yang digunakan oleh perangkat untuk menghasilkan pekerjaan yang bermanfaat. Hal ini dinyatakan dalam kW.

Daya Nyata = Tegangan (V) x Arus (I) x cosΦ

Daya Reaktif (Q): Ini sering disebut daya imajiner yang merupakan ukuran daya yang berosilasi antara sumber dan beban, yang tidak melakukan pekerjaan yang berguna. dinyatakan dalam kVAr

Daya Reaktif = Tegangan (V) x Arus (I) x sinΦ

Daya Semu (S): Ini didefinisikan sebagai produk dari Tegangan Root-Mean-Square (RMS) dan Arus RMS. Ini juga dapat didefinisikan sebagai resultan dari daya nyata dan reaktif. dinyatakan dalam kVA

Daya Semu = Tegangan (V) x Arus (I)

Hubungan antara daya Nyata, Reaktif dan Nyata:

Daya Nyata = Daya Nyata x cosΦ

Daya Reaktif = Daya Semu x sinΦ

Kami hanya peduli pada kekuatan Nyata untuk analisis.

Faktor Daya (pf): Rasio daya nyata dengan daya nyata dalam suatu rangkaian disebut faktor daya.

Faktor Daya = Daya Nyata / Daya Nyata

Dengan demikian, kita dapat mengukur semua bentuk daya serta faktor daya dengan mengukur tegangan dan arus dalam rangkaian. Bagian berikut membahas langkah-langkah yang diambil untuk mendapatkan pengukuran yang diperlukan untuk menghitung konsumsi energi.

Arus AC secara konvensional diukur dengan menggunakan Trafo Arus. ACS712 dipilih sebagai sensor arus karena harganya yang murah dan ukurannya yang lebih kecil. Sensor Arus ACS712 adalah sensor arus Efek Hall yang secara akurat mengukur arus saat diinduksi. Medan magnet di sekitar kabel AC terdeteksi yang memberikan tegangan output analog yang setara. Keluaran tegangan analog tersebut kemudian diproses oleh mikrokontroler untuk mengukur arus yang mengalir melalui beban.

Efek Hall adalah produksi perbedaan tegangan (tegangan Hall) melintasi konduktor listrik, melintang terhadap arus listrik dalam konduktor dan medan magnet tegak lurus terhadap arus.

Langkah 3: Pengujian

Kode Sumber diperbarui di sini.

Angka tersebut menggambarkan output serial dari perhitungan energi.

Langkah 4: Prototipe

Langkah 5: Referensi

instruksi.com, elektronikhub.org